JP6017860B2

JP6017860B2 - Node device and network system

Info

Publication number: JP6017860B2
Application number: JP2012147258A
Authority: JP
Inventors: 綱貴川淵
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: JP2014011645A

Description

本発明は、ノード装置及び複数のノード装置を備えたネットワークシステムに関するものである。 The present invention relates to a node device and a network system including a plurality of node devices.

従来より、複数のノード装置を備えたアドホックネットワークシステムが知られている。例えば、特許文献１には、センサ同士を無線で接続し、複数のセンサが自律的に中継処理することでネットワークを構築するセンサネットワークシステムが開示されている。このネットワークシステムの各ノードには、他のノードとの通信を可能とする無線通信部が設けられている。無線通信部は、当該ノード内のセンサ部と通信可能に接続されており、センサ部からの受信信号を他のノードと無線通信する。 Conventionally, an ad hoc network system including a plurality of node devices is known. For example, Patent Document 1 discloses a sensor network system that constructs a network by connecting sensors wirelessly and a plurality of sensors autonomously performing relay processing. Each node of this network system is provided with a wireless communication unit that enables communication with other nodes. The wireless communication unit is communicably connected to the sensor unit in the node, and wirelessly communicates a reception signal from the sensor unit with another node.

特開２００９−２５３３５９号公報JP 2009-253359 A

ところで、様々なユーザ機器をこのようなネットワークシステムに接続したいという要求がある。この要求を実現するためには、特許文献１に係るネットワークシステムにおいて、無線通信部とセンサ部とを切り離し可能に構成する必要がある。すなわち、互いにネットワークを構築する複数のノード装置を設け、ノード装置のそれぞれにユーザ機器を接続可能に構成する必要がある。この構成によれば、ノード装置に接続するユーザ機器を変えることによって、様々なユーザ機器をネットワークシステムに接続することができる。 By the way, there is a demand for connecting various user devices to such a network system. In order to realize this requirement, in the network system according to Patent Document 1, it is necessary to configure the wireless communication unit and the sensor unit to be separable. That is, it is necessary to provide a plurality of node devices that construct a network with each other and to be able to connect user equipment to each of the node devices. According to this configuration, various user devices can be connected to the network system by changing the user device connected to the node device.

かかる構成においては、ノード装置は、ユーザ機器との間では有線通信を行う一方、他のノード装置との間では無線通信を行う。有線通信の場合であっても、無線通信の場合であっても、通信を適切に行うためには、適切なクロック信号を用いる必要がある。しかし、上述のように、ノード装置に様々なユーザ機器を接続できるようにすると、接続されたユーザ機器によっては、該ユーザ機器との有線通信に適切なクロック信号と他のノード装置との無線通信に適切なクロック信号とが異なるという事態が生じ得る。そのような場合であっても適切に有線通信及び無線通信を行うためには、ノード装置は、異なるクロック信号を生成する複数の発振器を備える必要がある。ところが、発振器の個数が増加すると、その分だけ消費電力も増大してしまう。 In such a configuration, the node device performs wired communication with the user equipment, and performs wireless communication with other node devices. Whether it is wired communication or wireless communication, it is necessary to use an appropriate clock signal in order to perform communication appropriately. However, as described above, when various user devices can be connected to the node device, depending on the connected user device, a clock signal suitable for wired communication with the user device and wireless communication with other node devices. It can happen that the appropriate clock signal is different. Even in such a case, in order to perform wired communication and wireless communication appropriately, the node device needs to include a plurality of oscillators that generate different clock signals. However, when the number of oscillators increases, the power consumption increases accordingly.

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通信を適切に行いつつ、消費電力を抑制することにある。 The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is to suppress power consumption while appropriately performing communication.

ここに開示されたノード装置は、ユーザ機器に有線により接続される、無線通信可能なものである。このノード装置は、演算部と、無線通信部と、第１クロック信号を出力する第１発振器と、前記第１クロック信号とは周波数が異なる第２クロック信号を出力する第２発振器とを備え、前記第２発振器を作動させることなく、前記第１発振器を作動させることによって前記第１クロック信号を前記演算部及び無線通信部の両方に供給する第１状態と、前記第１発振器を作動させることによって前記第１クロック信号を前記無線通信部に供給し且つ、前記第２発振器を作動させることによって前記第２クロック信号を前記演算部に供給する第２状態とを切替可能に構成されている。 The node device disclosed here is connected to a user device by wire and capable of wireless communication. The node device includes a calculation unit, a wireless communication unit, a first oscillator that outputs a first clock signal, and a second oscillator that outputs a second clock signal having a frequency different from that of the first clock signal. A first state in which the first clock signal is supplied to both the arithmetic unit and the wireless communication unit by operating the first oscillator without operating the second oscillator, and operating the first oscillator. The first clock signal is supplied to the wireless communication unit, and the second oscillator is operated to switch between a second state in which the second clock signal is supplied to the arithmetic unit.

ここに開示されたネットワークシステムは、複数のユーザ機器と、該ユーザ機器に有線により接続される複数のノード装置とを備え、該ノード装置間で無線通信を行うものである。前記ノード装置は、演算部と、無線通信部と、第１クロック信号を出力する第１発振器と、前記第１クロック信号とは周波数が異なる第２クロック信号を出力する第２発振器とを有し、前記第２発振器を作動させることなく、前記第１発振器を作動させることによって前記第１クロック信号を前記演算部及び無線通信部の両方に供給する第１状態と、前記第１発振器を作動させることによって前記第１クロック信号を前記無線通信部に供給し且つ、前記第２発振器を作動させることによって前記第２クロック信号を前記演算部に供給する第２状態とを切替可能に構成されている。 The network system disclosed herein includes a plurality of user devices and a plurality of node devices connected to the user devices by wire, and performs wireless communication between the node devices. The node device includes a calculation unit, a wireless communication unit, a first oscillator that outputs a first clock signal, and a second oscillator that outputs a second clock signal having a frequency different from that of the first clock signal. The first state in which the first clock signal is supplied to both the arithmetic unit and the wireless communication unit by operating the first oscillator without operating the second oscillator, and the first oscillator is operated. Accordingly, the first clock signal is supplied to the wireless communication unit, and the second state in which the second clock signal is supplied to the arithmetic unit by operating the second oscillator is configured to be switchable. .

前記の構成によれば、クロック信号を有線通信と無線通信とで共用できないユーザ機器がノード装置に接続される場合には、ノード装置を第２状態に切り替え、クロック信号を有線通信と無線通信とで共用できるユーザ機器がノード装置に接続される場合には、ノード装置を第１状態に切り替えることによって、有線通信及び無線通信を適切に行うことができる。つまり、ノード装置に様々なユーザ機器が接続される場合であっても、１種類のノード装置で有線通信を適切に行うことができるため、ノード装置の汎用性を向上させることができる。さらに、クロック信号を有線通信と無線通信とで共用できるユーザ機器がノード装置に接続される場合には、使用しない方の発振器、即ち、第２発振器への電力供給を停止することによって、消費電力を低減することができる。 According to the above configuration, when a user device that cannot share a clock signal between wired communication and wireless communication is connected to the node device, the node device is switched to the second state, and the clock signal is switched between wired communication and wireless communication. When the user equipment that can be shared in the network is connected to the node device, wired communication and wireless communication can be appropriately performed by switching the node device to the first state. That is, even when various user devices are connected to the node device, wired communication can be appropriately performed with one type of node device, and thus the versatility of the node device can be improved. Further, when a user equipment that can share a clock signal for wired communication and wireless communication is connected to the node device, power consumption is stopped by stopping power supply to the oscillator that is not used, that is, the second oscillator. Can be reduced.

前記ノード装置によれば、通信を適切に行いつつ、消費電力を抑制することができる。 According to the node device, it is possible to suppress power consumption while appropriately performing communication.

前記ネットワークシステムによれば、通信を適切に行いつつ、消費電力を抑制することができる。 According to the network system, it is possible to suppress power consumption while appropriately performing communication.

実施形態に係るネットワークシステムの概略図である。1 is a schematic diagram of a network system according to an embodiment. ノード装置のブロック図である。It is a block diagram of a node apparatus.

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

《実施形態１》
−システムの概要−
図１は、ネットワークシステム（以下、単に「システム」ともいう）１００の概略図である。システム１００は、無線アドホックネットワークである。このシステム１００は、近接する小型無線端末が自律的にネットワークを構築するよう構成される。システム１００は、複数のノード装置１１０，１１０，…と、ユーザ機器１２０，１２０，…とを備えている。各ノード装置１１０には、ユーザ機器１２０が有線で接続されている。 Embodiment 1
-System overview-
FIG. 1 is a schematic diagram of a network system (hereinafter simply referred to as “system”) 100. System 100 is a wireless ad hoc network. The system 100 is configured such that adjacent small wireless terminals autonomously construct a network. The system 100 includes a plurality of node devices 110, 110,... And user devices 120, 120,. User equipment 120 is connected to each node device 110 by wire.

ユーザ機器としては、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０Ａ、センサ１２０Ｂ等が含まれる（以下、各ユーザ機器を区別しないときには、単に、「ユーザ機器１２０」と称する）。複数のユーザ機器においては、ＰＣ１２０Ａがマスタ機として機能し、それ以外のセンサ１２０Ｂ，１２０Ｂ，…がスレーブ機として機能する。つまり、ＰＣ１２０Ａが、センサ１２０Ｂ，１２０Ｂ，…を一方的に制御する。以下、ＰＣ１２０Ａをマスタユーザ機器１２０Ａと、センサ１２０Ｂをスレーブユーザ機器１２０Ｂとも称する。各ユーザ機器１２０は、固有の機器ＩＤを有している。以下、特定の機器ＩＤのセンサ１２０Ｂについて言及するときには、符号「１２０Ｂ」の後に機器ＩＤを括弧書きで付す。例えば、センサ１２０Ｂの機器ＩＤが「１」の場合は、センサ１２０Ｂ（１）のように表す。 The user equipment includes a PC (personal computer) 120A, a sensor 120B, and the like (hereinafter simply referred to as “user equipment 120” when each user equipment is not distinguished). In a plurality of user devices, the PC 120A functions as a master device, and the other sensors 120B, 120B,... Function as slave devices. That is, the PC 120A controls the sensors 120B, 120B,. Hereinafter, the PC 120A is also referred to as a master user device 120A, and the sensor 120B is also referred to as a slave user device 120B. Each user device 120 has a unique device ID. Hereinafter, when referring to the sensor 120B having a specific device ID, the device ID is given in parentheses after the symbol “120B”. For example, when the device ID of the sensor 120B is “1”, the sensor 120B is represented as (1).

複数のノード装置１１０，１１０，…間は、無線で結合される。すなわち、複数のノード装置１１０，１１０，…は、無線ネットワークを構築している。複数のノード装置１１０，１１０，…には、１つの基地局ノード装置１１０Ａと、複数の子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…とが含まれている。基地局ノード装置１１０Ａが親機であり、子ノード装置１１０Ｂが子機である。基地局ノード装置１１０Ａには、前記マスタユーザ機器１２０Ａが接続されている。子ノード装置１１０Ｂには、前記スレーブユーザ機器１２０Ｂが接続されている。以下、各ノード装置を区別しないときには、単に、「ノード装置１１０」と称する。 The plurality of node devices 110, 110,... Are coupled wirelessly. That is, the plurality of node devices 110, 110,... Construct a wireless network. The plurality of node devices 110, 110,... Include one base station node device 110A and a plurality of child node devices 110B, 110B,. The base station node device 110A is a parent device, and the child node device 110B is a child device. The master user equipment 120A is connected to the base station node device 110A. The slave user device 120B is connected to the child node device 110B. Hereinafter, when each node device is not distinguished, it is simply referred to as “node device 110”.

各ノード装置１１０は、固有のノードＩＤを有している。基地局ノード装置１１０ＡのノードＩＤは、「０」であり、子ノード装置１１０ＢのノードＩＤは、「０」以外の数字である。以下、特定の子ノードＩＤのノード装置１１０Ｂについて言及するときには、符号「１１０Ｂ」の後にノードＩＤを括弧書きで付す。 Each node device 110 has a unique node ID. The node ID of the base station node device 110A is “0”, and the node ID of the child node device 110B is a number other than “0”. Hereinafter, when referring to the node device 110B having a specific child node ID, the node ID is appended in parentheses after the reference numeral “110B”.

複数のノード装置１１０，１１０間の無線リンクは、例えば、２．４ＧＨｚ帯を用いたＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠する短距離無線ネットワークであり得る。このＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）又はＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）と呼ばれる無線通信規格の一つであり、低コスト・低消費電力で、高い信頼性とセキュリティを持つ。また、無線リンクは、上述の特定の無線ネットワークに限定されず、典型的にはパケットの形で情報をやりとりできる任意の適切なネットワークであり得る。 The wireless link between the plurality of node devices 110 and 110 may be, for example, a short-range wireless network conforming to IEEE 802.15.4 using the 2.4 GHz band. This IEEE 802.15.4 is one of wireless communication standards called PAN (Personal Area Network) or WPAN (Wireless Personal Area Network), and has low cost, low power consumption, high reliability and security. Also, the wireless link is not limited to the specific wireless network described above, and can be any suitable network that can exchange information typically in the form of packets.

また、ノード装置１１０は、自動中継機能を有し、通信環境を察知して自律的にネットワークを構成し得る。例示的なネットワークは、真メッシュであり、ホップ数も実質的に無制限である。換言すれば本実施形態は、マルチホップの無線ネットワークを使用可能である。こうして、１つのノード装置１１０を１つの無線端末として、無線アドホックネットワークが構築される。 Further, the node device 110 has an automatic relay function, and can autonomously configure a network by sensing the communication environment. The exemplary network is a true mesh and the number of hops is virtually unlimited. In other words, this embodiment can use a multi-hop wireless network. Thus, a wireless ad hoc network is constructed using one node device 110 as one wireless terminal.

より詳しくは、ノード装置１１０は、電源がオンされると、ルーティングを開始する。ノード装置１１０は、隣接するノード装置１１０にビーコンメッセージ（ルーティングパケットとも呼ばれる）を送信する等して、通信状態が良好なノード装置１１０との間で通信経路を構築する。ノード装置１１０は、電源をオンにした直後だけでなく、前記ビーコンメッセージを定期的に送信して、通信状態が良好な通信経路を更新している。 More specifically, the node device 110 starts routing when the power is turned on. The node device 110 constructs a communication path with the node device 110 having a good communication state by transmitting a beacon message (also called a routing packet) to the adjacent node device 110. The node device 110 not only immediately after turning on the power but also periodically transmits the beacon message to update a communication path with a good communication state.

ノード装置１１０は、基板上に取り付けられた、半導体素子を含む回路要素群によって典型的には実現され得る。典型的には、ノード装置１１０は、ユーザ機器１２０からのアナログ信号及び無線ネットワークのための高周波信号を扱うアナログ回路と、ＭＣＵを主要素とするデジタル回路との組み合わせによって実現され得る。 The node device 110 can typically be realized by a circuit element group including a semiconductor element mounted on a substrate. Typically, the node device 110 can be realized by a combination of an analog circuit that handles an analog signal from the user equipment 120 and a high-frequency signal for a wireless network, and a digital circuit having MCU as a main element.

ノード装置１１０の制御は、典型的にはソフトウェアによって実現され得る。すなわち、ノード装置１１０の制御は、典型的にはコンピュータで読み取り可能な媒体に記憶されたソフトウェアによって実現され得る。コンピュータで読み取り可能な媒体には、ハードディスクドライブ、半導体メモリ等がある。代替として、ノード装置１１０の制御は、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせ、又はハードウェアのみによって実現され得る。 The control of the node device 110 can typically be realized by software. That is, the control of the node device 110 can be typically realized by software stored in a computer-readable medium. Examples of the computer readable medium include a hard disk drive and a semiconductor memory. Alternatively, the control of the node device 110 may be realized by a combination of software and hardware, or only by hardware.

ノード装置１１０は、ネットワーク設定（例えば、通信仕様やプロトコル仕様）を適宜設定することによって、様々な種類のユーザ機器１２０，１２０，…に対応可能（即ち、接続可能且つ通信可能）に構成されている。具体的には、ノード装置１１０は、各種の設定パラメータを有しており、これらの設定パラメータを変更することによって、各種のユーザ機器１２０と通信が可能となるように構成されている。設定パラメータには、ユーザ機器１２０の通信仕様に関する通信パラメータと、ユーザ機器１２０のプロトコル仕様に関するプロトコルパラメータとが含まれる。通信パラメータには、ボーレート（4800bps／9600bps／19200bps／…）、データビット（8ビット／7ビット）、パリティ（なし／奇数／偶数）、ストップビット（1ビット／2ビット）等が含まれる。プロトコルパラメータには、スタートコード（01〜FF）、エンドコード（01〜FF）、エンドコードからパケット終端までのオフセット（0〜9）、先頭から送信先アドレスまでのオフセット（1〜99）、送信先アドレスの長さ（0〜6）、送信先アドレスの表現形式（10進ASCII／16進ASCII／LEバイナリ／BEバイナリ）等が含まれる。 The node device 110 is configured to be compatible with various types of user devices 120, 120,... (That is, connectable and communicable) by appropriately setting network settings (for example, communication specifications and protocol specifications). Yes. Specifically, the node device 110 has various setting parameters, and is configured to be able to communicate with various user devices 120 by changing these setting parameters. The setting parameters include a communication parameter related to the communication specification of the user device 120 and a protocol parameter related to the protocol specification of the user device 120. The communication parameters include baud rate (4800 bps / 9600 bps / 19200 bps /...), Data bits (8 bits / 7 bits), parity (none / odd / even), stop bits (1 bit / 2 bits), and the like. Protocol parameters include start code (01 to FF), end code (01 to FF), offset from end code to end of packet (0 to 9), offset from start to destination address (1 to 99), transmission The destination address length (0 to 6), destination address expression format (decimal ASCII / hexadecimal ASCII / LE binary / BE binary), and the like are included.

ノード装置１１０は、電文を送信するときには、該電文を含むパケットを生成し、該パケットを変調して送信する。また、ノード装置１１０は、パケットを受信したときには、該パケットを復調して、該パケットから電文を読み出す。ノード装置１１０の無線信号の符号化及び変調・復調のための方式には様々なものがある。本実施形態では、上述のＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠した方式が用いられる。 When transmitting a message, the node device 110 generates a packet including the message, modulates the packet, and transmits the packet. Further, when the node device 110 receives a packet, the node device 110 demodulates the packet and reads a message from the packet. There are various methods for encoding, modulating and demodulating radio signals of the node device 110. In the present embodiment, a method compliant with the above-mentioned IEEE 802.15.4 is used.

ＰＣ１２０Ａは、例えば、ソフトウェアを用いて、センサ１２０Ｂへの様々な制御信号を生成し、送信することができる。ＰＣ１２０Ａは、センサ１２０Ｂと共通のプロトコルを有している。そのため、ＰＣ１２０Ａとセンサ１２０Ｂとは、互いに電文のやりとりを行うことができる。また、ＰＣ１２０Ａは、センサ１２０Ｂからの信号を受信し、適宜、処理する。ＰＣ１２０Ａは、例えば、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインタフェース）を備えるソフトウェアを用いて、センサ１２０Ｂから受け取られたデータを視覚的に表示したり、統計的に処理したりできる。前記ソフトウェアは、例えば通信状態の確認、データの数値表示、グラフ表示、値の分布カラーマッピング、データの記録、データのエクスポート、端末設定の変更等を行うことができる。 The PC 120A can generate and transmit various control signals to the sensor 120B using, for example, software. The PC 120A has a common protocol with the sensor 120B. Therefore, the PC 120A and the sensor 120B can exchange messages with each other. The PC 120A receives the signal from the sensor 120B and processes it appropriately. The PC 120A can visually display or statistically process the data received from the sensor 120B using, for example, software including a GUI (graphical user interface). The software can perform, for example, confirmation of a communication state, data numerical display, graph display, value distribution color mapping, data recording, data export, terminal setting change, and the like.

センサ１２０Ｂは、各種の物理量（温度、湿度、電流、電圧、電力等）を計測・検出するものであって、任意の適切な計測機器であり得る。例えば、センサ１２０Ｂは、温度センサや電力計であり得る。センサ１２０Ｂは、ＰＣ１２０Ａからの電文を受け取って、該電文に応じた様々な処理を実行する。例えば、センサ１２０Ｂは、ＰＣ１２０Ａからの電文に応じて、検出値を返信するように構成されている。 The sensor 120B measures and detects various physical quantities (temperature, humidity, current, voltage, power, etc.), and can be any appropriate measuring device. For example, the sensor 120B can be a temperature sensor or a power meter. The sensor 120B receives a message from the PC 120A and executes various processes according to the message. For example, the sensor 120B is configured to return a detection value in response to a message from the PC 120A.

−ノード装置のハードウェア構成−
図２は、ノード装置１１０のブロック図である。 -Hardware configuration of node equipment-
FIG. 2 is a block diagram of the node device 110.

ノード装置１１０は、ＲＦユニット４１０及びアンテナ４３０を備える。ＲＦユニット４１０には、ユーザ機器１２０からのデータが入力される。ＲＦユニット４１０は、ユーザ機器１２０が出力したデータを無線信号に変換して、アンテナ４３０から他のノード装置１１０、例えば上流ノード（基地局ノード装置１１０Ａ等）へ送信する。 The node device 110 includes an RF unit 410 and an antenna 430. Data from the user device 120 is input to the RF unit 410. The RF unit 410 converts the data output from the user equipment 120 into a radio signal and transmits it from the antenna 430 to another node device 110, for example, an upstream node (such as the base station node device 110A).

ＲＦユニット４１０は、インタフェース４４０、電源４４５、制御部４５０、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）４５３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４５４、タイマ４５６、第１発振器４５７、第２発振器４５８、電源回路４５９及びＲＦインタフェース４６０を有する。 The RF unit 410 includes an interface 440, a power supply 445, a control unit 450, a ROM (read only memory) 453, a RAM (random access memory) 454, a timer 456, a first oscillator 457, a second oscillator 458, a power supply circuit 459, and an RF interface. 460.

制御部４５０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）４５１と、無線通信部４５２とを有している。ＭＣＵ４５１と無線通信部４５２とは、１チップで構成されている。ＭＣＵ４５１は、演算部の一例である。 The control unit 450 includes an MCU (Micro Controller Unit) 451 and a wireless communication unit 452. The MCU 451 and the wireless communication unit 452 are configured by one chip. The MCU 451 is an example of a calculation unit.

さらに詳しくは、ＭＣＵ４５１は、主として演算機能を司るコア４５１ａと、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）４５１ｂと、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）４５１ｃと、Ｉ^２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）４５１ｄとを有する。ＵＡＲＴ４５１ｂ、ＳＰＩ４５１ｃ及びＩ^２Ｃ４５１ｄは、入出力部を構成している。ＭＣＵ４５１は、ノード装置１１０の機能を実現するのに用いられるマイクロプロセッサである。ＭＣＵ４５１は、ユーザ機器１２０と通信を行う際には、ＵＡＲＴ４５１ｂ、ＳＰＩ４５１ｃ及びＩ^２Ｃ４５１ｄを介して有線通信を行う。ＭＣＵ４５１は、ＲＯＭ４５３、ＲＡＭ４５４、及びタイマ４５６などの周辺素子をその中に含んでもよい。 More specifically, the MCU 451 includes a core 451a mainly responsible for an arithmetic function, a UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 451b, an SPI (Serial Peripheral Interface) 451c, and an I ² C (Inter-Integrated Circuit) 451d. The UART 451b, SPI 451c, and I ² C451d constitute an input / output unit. The MCU 451 is a microprocessor used to realize the function of the node device 110. When the MCU 451 communicates with the user device 120, the MCU 451 performs wired communication via the UART 451b, the SPI 451c, and the I ² C451d. The MCU 451 may include peripheral elements such as a ROM 453, a RAM 454, and a timer 456 therein.

ＵＡＲＴ４５１ｂは、調歩同期方式によるシリアル信号をパラレル信号に変換したり、その逆方向の変換を行うための集積回路である。ＵＡＲＴ４５１ｂは、インタフェース４４に接続されている。 The UART 451b is an integrated circuit for converting a serial signal based on an asynchronous method into a parallel signal or converting in the opposite direction. The UART 451 b is connected to the interface 44.

ＳＰＩ４５１ｃ及びＩ^２Ｃ４５１ｄはそれぞれ、シリアルバスの一種であり、インタフェース４４０に接続されている。 Each of the SPI 451 c and the I ² C 451 d is a kind of serial bus and is connected to the interface 440.

無線通信部４５２は、ＭＣＵ４５１からのデータを他のノード装置１１０へ送る応答パケットに変換したり、他のノード装置１１０から受け取られた要求パケットをデータに変換したりする。 The wireless communication unit 452 converts data from the MCU 451 into a response packet to be sent to another node device 110, or converts a request packet received from the other node device 110 into data.

インタフェース４４０は、各種の入出力ポートを備えている。例えば、インタフェース４４は、ＲＡ４８５用、ＳＰＩ用及びＩ^２Ｃ用の入出力ポートを有している。また、インタフェース４４０は、ユーザ機器１２０によって出力された信号を制御部４５０が処理できる適当な信号（例えば１０ビットデジタル信号）に変換したり、制御部４５０から出力される信号をユーザ機器１２０が処理できる適当な信号に変換したりする。例えば、インタフェース４４０は、ＵＡＲＴ４５１ｂからの信号をＲＳ４８５の信号レベルに変換したり、その逆に変換したりするＩＣを含む。すなわち、インタフェース４４０は、ユーザ機器１２０の通信規格と共通のインタフェースである。例えば、インタフェース４４０は、ＲＳ４８５インタフェースである。また、ノード装置１１０がアナログ信号を出力するユーザ機器１２０を対象とする場合には、インタフェース４４０は、ＡＤ変換器を含む。このように、ノード装置１１０は、ＲＳ４８５の通信規格、ＳＰＩの通信規格、及びＩ^２Ｃの通信規格の何れでも通信可能であり、何れかの通信規格がユーザ機器１２０の通信規格に応じて適宜選択される。 The interface 440 includes various input / output ports. For example, the interface 44 has input / output ports for RA485, SPI, and I ² C. The interface 440 converts the signal output from the user device 120 into an appropriate signal (for example, a 10-bit digital signal) that can be processed by the control unit 450, and the user device 120 processes the signal output from the control unit 450. Or convert it to a suitable signal. For example, the interface 440 includes an IC that converts a signal from the UART 451b to an RS485 signal level and vice versa. That is, the interface 440 is a common interface with the communication standard of the user device 120. For example, the interface 440 is an RS485 interface. When the node device 110 targets the user device 120 that outputs an analog signal, the interface 440 includes an AD converter. As described above, the node device 110 can communicate with any of the RS485 communication standard, the SPI communication standard, and the I ² C communication standard, and one of the communication standards is appropriately determined according to the communication standard of the user device 120. Selected.

電源４４５は、ＲＦユニット４１０の各機能ブロックに電力を供給する。電源４４５は、例えば直流３Ｖを供給するリチウム電池であり得る。あるいは、電源４４５は、商用電源等の交流をコンバータを介して直流に変換して、外部から供給されるものであり得る。尚、電源４４５は、コンバータを内蔵していてもよい。 The power source 445 supplies power to each functional block of the RF unit 410. The power source 445 can be, for example, a lithium battery that supplies DC 3V. Alternatively, the power source 445 can be supplied from the outside by converting alternating current such as commercial power into direct current through a converter. Note that the power supply 445 may incorporate a converter.

ＲＯＭ４５３又はＲＡＭ４５４は、ノード装置１１０の機能を実現するのに必要なプログラム及びデータを記憶している。タイマ４５６は、例えば電源をオフにするタイミングを計測し、所定時間が経過したときに、電源４４５からの電力供給を断つよう制御部４５０をトリガする。ＲＦインタフェース４６０は、無線通信部４５０ｂから出力されたパケットをＲＦ信号に変換し、アンテナに出力したり、アンテナで受け取られたＲＦ信号からパケットを再生し、無線通信部４５０ｂに出力したりする。 The ROM 453 or the RAM 454 stores programs and data necessary for realizing the functions of the node device 110. For example, the timer 456 measures the timing of turning off the power source, and triggers the control unit 450 to cut off the power supply from the power source 445 when a predetermined time has elapsed. The RF interface 460 converts the packet output from the wireless communication unit 450b into an RF signal and outputs the RF signal to the antenna, reproduces the packet from the RF signal received by the antenna, and outputs the packet to the wireless communication unit 450b.

第１発振器４５７は、所定の第１周波数を有する第１クロック信号を出力する。第１クロック信号は、前記無線通信部４５０ｂを作動させるのに適したクロック信号、即ち、ノード装置１１０が採用する周波数帯で無線通信を行うのに適したクロック信号である。第１周波数は、例えば、１６ＭＨｚであり得る。１６ＭＨｚという周波数は、２．４ＧＨｚで無線通信をするのに好適な周波数である。 The first oscillator 457 outputs a first clock signal having a predetermined first frequency. The first clock signal is a clock signal suitable for operating the wireless communication unit 450b, that is, a clock signal suitable for performing wireless communication in a frequency band adopted by the node device 110. The first frequency may be 16 MHz, for example. The frequency of 16 MHz is a frequency suitable for wireless communication at 2.4 GHz.

第２発振器４５８は、第１周波数と異なる第２周波数を有する第２クロック信号を出力する。第２クロック信号は、ＵＡＲＴ４５０ｃを介してユーザ機器１２０と通信を行うのに適したクロック信号、即ち、ノード装置１１０が採用する有線通信のうち、特に、クロック信号を厳密に管理すべき有線通信に適したクロック信号である。第２周波数は、例えば、１４．７４ＭＨｚであり得る。１４．７４ＭＨｚという周波数は、115.2kbpsでＵＡＲＴ通信するのに適した周波数である。 The second oscillator 458 outputs a second clock signal having a second frequency different from the first frequency. The second clock signal is a clock signal suitable for communicating with the user equipment 120 via the UART 450c, that is, among the wired communications adopted by the node device 110, in particular, the wired communications for which the clock signal should be strictly managed. A suitable clock signal. The second frequency can be, for example, 14.74 MHz. The frequency of 14.74 MHz is a frequency suitable for UART communication at 115.2 kbps.

電源回路４５９は、電源４４５と第２発振器４５８との間に介設されている。電源回路４５９は、制御部４５０からの制御信号が入力可能に構成されており、制御部４５０からの指令に応じて、第２発振器４５８への電源の供給及び遮断を切り替える。 The power supply circuit 459 is interposed between the power supply 445 and the second oscillator 458. The power supply circuit 459 is configured to be able to input a control signal from the control unit 450, and switches between supply and cut-off of power to the second oscillator 458 in accordance with a command from the control unit 450.

この電源回路４５９を切り替えることによって、第１クロック信号だけが制御部４５０へ入力される第１状態と、第１クロック信号及び第２クロック信号が制御部４５０へ入力される第２状態とに切り替えられる。制御部４５０が電源回路４５９のオン／オフを制御する。第１状態においては、ＭＣＵ４５１及び無線通信部４５２の両方に第１クロック信号が入力される。一方、第２状態においては、ＭＣＵ４５１に第２クロック信号が入力され、無線通信部４５２に第１クロック信号が入力される。 By switching the power supply circuit 459, switching is made between a first state in which only the first clock signal is input to the control unit 450 and a second state in which the first clock signal and the second clock signal are input to the control unit 450. It is done. The controller 450 controls on / off of the power supply circuit 459. In the first state, the first clock signal is input to both the MCU 451 and the wireless communication unit 452. On the other hand, in the second state, the second clock signal is input to the MCU 451 and the first clock signal is input to the wireless communication unit 452.

尚、機能ブロック群の一部又は全ては、適宜、結合されることによって一体化されて実現されてもよい。例えば、ＲＦユニット４１０は、ハイブリッドＩＣ（集積回路）として実現されてもよい。さらには、ＲＦユニット４１０及びアンテナ４３０を一つの基板に一体化して実現されてもよい。 Part or all of the functional block groups may be integrated and realized by being appropriately combined. For example, the RF unit 410 may be realized as a hybrid IC (integrated circuit). Furthermore, the RF unit 410 and the antenna 430 may be integrated on a single substrate.

ノード装置１１０は、ＵＳＢ−ＲＳ４８５コンバータを介してＰＣ１２０Ａに接続される。つまり、ＰＣ１２０Ａは、ノード装置１１０とＵＡＲＴ４５１ｂを介して通信（以下、「ＵＡＲＴ通信」という）を行う。一方、ノード装置１１０は、その通信規格に応じて、センサ１２０ＢとＵＡＲＴ４５１ｂ、ＳＰＩ４５１ｃ及びＩ^２Ｃ４５１ｄの何れかを介して通信を行う。 The node device 110 is connected to the PC 120A via a USB-RS485 converter. That is, the PC 120A communicates with the node device 110 via the UART 451b (hereinafter referred to as “UART communication”). On the other hand, the node device 110 communicates with the sensor 120B via one of the UART 451b, the SPI 451c, and the I ² C451d according to the communication standard.

−計測データの収集−
以下、ＰＣ１２０Ａによるセンサ１２０Ｂの制御について説明する。 -Collection of measurement data-
Hereinafter, control of the sensor 120B by the PC 120A will be described.

ＰＣ１２０Ａは、センサ１２０Ｂの検出結果を収集する。例えば、ＰＣ１２０Ａは、センサ１２０Ｂ（１）へ計測データを要求する要求コマンドを生成し、該要求コマンドを基地局ノード装置１１０Ａへ送信する。基地局ノード装置１１０Ａは、要求コマンドを含む要求パケットを生成し、該要求パケットを送信する。基地局ノード装置１１０Ａから送信された要求パケットは、いくつかの子ノード装置１１０Ｂを介して（図示省略）又は直接、センサ１２０Ｂ（１）が接続された子ノード装置１１０Ｂ（１）に到達する。子ノード装置１１０Ｂ（１）は、パケットのペイロードデータの中から要求コマンドを読み出し、該要求コマンドをセンサ１２０Ｂ（１）に有線で送信する。センサ１２０Ｂ（１）は、要求コマンドに応答して、計測データを電文形式の信号に符号化し、該応答コマンドを子ノード装置１１０Ｂ（１）へ返信する。 The PC 120A collects the detection results of the sensor 120B. For example, the PC 120A generates a request command for requesting measurement data to the sensor 120B (1), and transmits the request command to the base station node device 110A. The base station node device 110A generates a request packet including a request command and transmits the request packet. The request packet transmitted from the base station node device 110A reaches the child node device 110B (1) to which the sensor 120B (1) is connected via some child node devices 110B (not shown) or directly. The child node device 110B (1) reads out the request command from the payload data of the packet and transmits the request command to the sensor 120B (1) by wire. In response to the request command, the sensor 120B (1) encodes the measurement data into a message format signal, and returns the response command to the child node device 110B (1).

該子ノード装置１１０Ｂ（１）は、該応答コマンドを受信すると、応答パケットを生成し、該応答パケットを基地局ノード装置１１０Ａへ送信する。応答パケットは、要求パケットとは逆の流れで、基地局ノード装置１１０Ａまで到達する。 Upon receiving the response command, the child node device 110B (1) generates a response packet and transmits the response packet to the base station node device 110A. The response packet reaches the base station node apparatus 110A in the reverse flow of the request packet.

基地局ノード装置１１０Ａは、応答パケットのペイロードデータの中から応答コマンドを読み出し、該応答コマンドをＰＣ１２０Ａに有線で送信する。ＰＣ１２０Ａは、応答コマンドを受信すると、該応答コマンドを復号化して、計測データを得る。 The base station node device 110A reads a response command from the payload data of the response packet and transmits the response command to the PC 120A by wire. When receiving the response command, the PC 120A decodes the response command to obtain measurement data.

ＰＣ１２０Ａは、このような計測データの取得を全てのセンサ１２０Ｂ，１２０Ｂ，…に対して定期的に行っている。 The PC 120A periodically obtains such measurement data for all the sensors 120B, 120B,.

−クロック信号の設定−
このように構成されたノード装置１１０は、接続されるユーザ機器１２０に応じてクロック信号の設定が異なっている。 -Clock signal setting-
The node device 110 configured as described above has different clock signal settings depending on the user equipment 120 connected thereto.

詳しくは、ＰＣ１２０Ａに接続される基地局ノード装置１１０Ａは、第１状態となってる。つまり、電源回路４５９がオンとなり、第１発振器４５７だけでなく、第２発振器４５８にも電力が供給され、第１クロック信号及び第２クロック信号が制御部４５０へ入力される。制御部４５０のうち、ＭＣＵ４５１には第２クロック信号が供給され、無線通信部４５２には第１クロック信号が供給される。その結果、ＭＣＵ４５１は、第２クロック信号に基づいて動作し、無線通信部４５２は、第１クロック信号に基づいて動作する。 Specifically, the base station node device 110A connected to the PC 120A is in the first state. That is, the power supply circuit 459 is turned on, power is supplied not only to the first oscillator 457 but also to the second oscillator 458, and the first clock signal and the second clock signal are input to the control unit 450. Of the control unit 450, the second clock signal is supplied to the MCU 451, and the first clock signal is supplied to the wireless communication unit 452. As a result, the MCU 451 operates based on the second clock signal, and the wireless communication unit 452 operates based on the first clock signal.

一方、センサ１２０Ｂに接続される子ノード装置１１０Ｂは、第２状態となっている。つまり、電源回路４５９がオフとなり、第２発振器４５８には電力が供給されず、第１発振器４５７のみに電力が供給され、第１クロック信号のみが制御部４５０へ入力される。制御部４５０において、ＭＣＵ４５１及び無線通信部４５２の両方に第１クロック信号が供給される。その結果、ＭＣＵ４５１は、第１クロック信号に基づいて動作し、無線通信部４５２も、第１クロック信号に基づいて動作する。 On the other hand, the child node device 110B connected to the sensor 120B is in the second state. That is, the power supply circuit 459 is turned off, power is not supplied to the second oscillator 458, power is supplied only to the first oscillator 457, and only the first clock signal is input to the control unit 450. In the control unit 450, the first clock signal is supplied to both the MCU 451 and the wireless communication unit 452. As a result, the MCU 451 operates based on the first clock signal, and the wireless communication unit 452 also operates based on the first clock signal.

電源回路４５９のオン／オフの切替は、ファームウェアの書き換えによって行われる。例えば、出荷時又は現場において、ファームウェアを書き換えることによって、電源回路４５９のオン又はオフを設定することができる。詳しくは、各ノード装置１１０のファームウェアには、そのノード装置１１０が基地局ノード装置１１０Ａか子ノード装置１１０Ｂかが書き込まれる。基地局ノード装置１１０Ａと書き込まれることによって、そのノード装置１１０は電源回路４５９をオンにする第２状態に設定される。一方、子ノード装置１１０Ｂと書き込まれることによって、そのノード装置１１０は電源回路４５９をオフにする第１状態に設定される。 The power circuit 459 is switched on / off by rewriting the firmware. For example, the power supply circuit 459 can be turned on or off by rewriting firmware at the time of shipment or at the site. Specifically, whether the node device 110 is the base station node device 110A or the child node device 110B is written in the firmware of each node device 110. By being written as the base station node device 110A, the node device 110 is set to the second state in which the power supply circuit 459 is turned on. On the other hand, by writing “child node device 110B”, the node device 110 is set to the first state in which the power supply circuit 459 is turned off.

基地局ノード装置１１０Ａは、ＰＣ１２０ＡとＵＡＲＴ通信を行う。また、ＰＣ１２０Ａは、上述のような計測データの収集を行うため、基地局ノード装置１１０ＡとＰＣ１２０Ａとは比較的高速且つ大容量のデータ通信を行う。つまり、基地局ノード装置１１０Ａは、ＰＣ１２０Ａと比較的高いボーレート（例えば、115.2kbps）でＵＡＲＴ通信を行う。そのため、基地局ノード装置１１０ＡのＭＣＵ４５１は、ＵＡＲＴ通信の比較的高いボーレートに適した第２クロック信号で動作する。これにより、基地局ノード装置１１０Ａは、ＰＣ１２０Ａと比較的高いボーレートでＵＡＲＴ通信を適切に行うことができる。一方、基地局ノード装置１１０Ａは、子ノード装置１１０Ｂ，１１０Ｂ，…と無線通信を行う。そのため、基地局ノード装置１１０Ａの無線通信部４５２は、無線通信に適した第１クロック信号で動作する。これにより、基地局ノード装置１１０Ａは、無線通信も適切に行うことができる。このように、ＰＣ１２０Ａとの有線通信を司るＭＣＵ４５１を高速のＵＡＲＴ通信に適した第２クロック信号で動作させ、子ノード装置１１０Ｂとの無線通信を司る無線通信部４５２を無線通信に適した第１クロック信号で動作させることによって、有線通信及び無線通信の両方を適切に行うことができる。 The base station node device 110A performs UART communication with the PC 120A. In addition, since the PC 120A collects measurement data as described above, the base station node device 110A and the PC 120A perform relatively high-speed and large-capacity data communication. That is, the base station node device 110A performs UART communication with the PC 120A at a relatively high baud rate (for example, 115.2 kbps). Therefore, the MCU 451 of the base station node device 110A operates with the second clock signal suitable for a relatively high baud rate for UART communication. Thereby, base station node apparatus 110A can appropriately perform UART communication at a relatively high baud rate with PC 120A. On the other hand, the base station node device 110A performs wireless communication with the child node devices 110B, 110B,. Therefore, the radio communication unit 452 of the base station node device 110A operates with the first clock signal suitable for radio communication. Thereby, base station node apparatus 110A can also perform radio | wireless communication appropriately. In this way, the MCU 451 that controls wired communication with the PC 120A is operated with the second clock signal suitable for high-speed UART communication, and the wireless communication unit 452 that controls wireless communication with the child node device 110B is the first suitable for wireless communication. By operating with the clock signal, both wired communication and wireless communication can be appropriately performed.

一方、子ノード装置１１０Ｂは、センサ１２０Ｂと、該センサ１２０Ｂの通信規格に応じた通信を行う。本実施形態においては、子ノード装置１１０Ｂは、センサ１２０Ｂと、ＳＰＩ４５１ｃを介した通信（以下、「ＳＰＩ通信」という）又はＩ^２Ｃ４５１ｄを介した通信（以下、「Ｉ^２Ｃ通信」という）を行う。ＳＰＩ通信及びＩ^２Ｃ通信は、同期通信であるため、クロック信号が受信側との関係で制約を受けることがない。そのため、子ノード装置１１０ＢのＭＣＵ４５１は、有線通信に特化した専用のクロック信号で動作する必要はなく、無線通信部４５２と共通の第１クロック信号で動作する。このように、子ノード装置１１０Ｂは、ＭＣＵ４５１及び無線通信部４５２の両方を第１クロック信号で動作させても、有線通信及び無線通信の両方を適切に行うことができる。さらに、子ノード装置１１０Ｂでは、第２発振器４５８への電力供給を停止しているので、消費電力を低減することができる。 On the other hand, the child node device 110B performs communication with the sensor 120B according to the communication standard of the sensor 120B. In the present embodiment, the child node device 110B performs communication with the sensor 120B via the SPI 451c (hereinafter referred to as “SPI communication”) or communication via the I ² C451d (hereinafter referred to as “I ² C communication”). Do. Since SPI communication and I ² C communication are synchronous communication, the clock signal is not restricted by the relationship with the receiving side. Therefore, the MCU 451 of the child node device 110B does not need to operate with a dedicated clock signal specialized for wired communication, and operates with a first clock signal common to the wireless communication unit 452. As described above, the child node device 110B can appropriately perform both wired communication and wireless communication even when both the MCU 451 and the wireless communication unit 452 are operated by the first clock signal. Furthermore, since power supply to the second oscillator 458 is stopped in the child node device 110B, power consumption can be reduced.

したがって、本実施形態によれば、ノード装置１１０は、ＭＣＵ４５１と、無線通信部４５２と、第１クロック信号を出力する第１発振器４５７と、前記第１クロック信号とは周波数が異なる第２クロック信号を出力する第２発振器４５８とを備え、前記第２発振器４５８を作動させることなく、前記第１発振器４５７を作動させることによって前記第１クロック信号を前記ＭＣＵ４５１及び無線通信部４５２の両方に供給する第１状態と、前記第１発振器４５７を作動させることによって前記第１クロック信号を前記無線通信部４５２に供給し且つ、前記第２発振器４５８を作動させることによって前記第２クロック信号を前記ＭＣＵ４５１に供給する第２状態とを切替可能に構成されている。 Therefore, according to the present embodiment, the node device 110 includes the MCU 451, the wireless communication unit 452, the first oscillator 457 that outputs the first clock signal, and the second clock signal having a frequency different from that of the first clock signal. The first clock signal is supplied to both the MCU 451 and the wireless communication unit 452 by operating the first oscillator 457 without operating the second oscillator 458. The first clock signal is supplied to the wireless communication unit 452 by operating the first oscillator 457 and the first oscillator 457, and the second clock signal is supplied to the MCU 451 by operating the second oscillator 458. The second state to be supplied can be switched.

換言すると、システム１００は、複数のユーザ機器１２０，１２０，…と、該ユーザ機器１２０，１２０，…に有線により接続される複数のノード装置１１０，１１０，…とを備え、該ノード装置１１０，１１０，…間で無線通信を行う。そして、ノード装置１１０は、ＭＣＵ４５１と、無線通信部４５２と、第１クロック信号を出力する第１発振器４５７と、前記第１クロック信号とは周波数が異なる第２クロック信号を出力する第２発振器４５８とを備え、前記第２発振器４５８を作動させることなく、前記第１発振器４５７を作動させることによって前記第１クロック信号を前記ＭＣＵ４５１及び無線通信部４５２の両方に供給する第１状態と、前記第１発振器４５７を作動させることによって前記第１クロック信号を前記無線通信部４５２に供給し且つ、前記第２発振器４５８を作動させることによって前記第２クロック信号を前記ＭＣＵ４５１に供給する第２状態とを切替可能に構成されている。 In other words, the system 100 includes a plurality of user devices 120, 120,... And a plurality of node devices 110, 110,... Connected to the user devices 120, 120,. Wireless communication is performed between 110,. The node device 110 includes an MCU 451, a wireless communication unit 452, a first oscillator 457 that outputs a first clock signal, and a second oscillator 458 that outputs a second clock signal having a frequency different from that of the first clock signal. A first state in which the first clock signal is supplied to both the MCU 451 and the wireless communication unit 452 by operating the first oscillator 457 without operating the second oscillator 458, and A second state in which the first clock signal is supplied to the wireless communication unit 452 by operating the first oscillator 457 and the second clock signal is supplied to the MCU 451 by operating the second oscillator 458. It is configured to be switchable.

つまり、ノード装置１１０は、無線通信に適した第１発振器４５７と有線通信に適した第２発振器４５８とを備えており、有線通信のクロック信号を無線通信のクロック信号と共用できない、又は、有線通信においてクロック信号が制約を受けるユーザ機器１２０が接続される場合には、第２発振器４５８からＭＣＵ４５１へ第２クロック信号を供給し且つ、第１発振器４５７から無線通信部４５２へ第１クロック信号を供給する。一方、有線通信のクロック信号を無線通信のクロック信号と共用できる、又は、有線通信においてクロック信号が制約を受けないユーザ機器１２０が接続される場合には、第１発振器４５７からＭＣＵ４５１及び無線通信部４５２の両方へ第１クロック信号を供給する。後者の場合には、第２発振器４５８への電力供給を停止する。 That is, the node device 110 includes the first oscillator 457 suitable for wireless communication and the second oscillator 458 suitable for wired communication, and the clock signal for wired communication cannot be shared with the clock signal for wireless communication, or wired When the user device 120 whose clock signal is restricted in communication is connected, the second clock signal is supplied from the second oscillator 458 to the MCU 451 and the first clock signal is supplied from the first oscillator 457 to the wireless communication unit 452. Supply. On the other hand, when the user equipment 120 that can share the clock signal of the wired communication with the clock signal of the wireless communication or the clock signal is not restricted in the wired communication is connected from the first oscillator 457 to the MCU 451 and the wireless communication unit. 452 is supplied with the first clock signal. In the latter case, power supply to the second oscillator 458 is stopped.

こうすることによって、ノード装置１１０に、クロック信号を有線通信と無線通信とで共用できないユーザ機器１２０が接続される場合であっても、クロック信号を有線通信と無線通信とで共用できるユーザ機器１２０が接続される場合であっても、有線通信及び無線通信を適切に行うことができる。すなわち、ノード装置１１０は、第２発振器４５８の作動及び停止を切り替えるだけで第１状態と第２状態とを切り替えることができるため、１種類のノード装置１１０で様々なユーザ機器１２０に対応して、有線通信を適切に行うことができる。その結果、ノード装置１１０の汎用性を向上させることができる。さらに、ノード装置１１０に、クロック信号を共用できるユーザ機器１２０が接続される場合には、ＭＣＵ４５１及び無線通信部４５２の両方に共通のクロック信号、詳しくは第１クロック信号を供給し、第２発振器４５８への電力供給を停止することによって、消費電力を低減することができる。 By doing so, even when the user equipment 120 that cannot share the clock signal between the wired communication and the wireless communication is connected to the node apparatus 110, the user equipment 120 that can share the clock signal between the wired communication and the wireless communication. Even when is connected, wired communication and wireless communication can be appropriately performed. In other words, since the node device 110 can switch between the first state and the second state simply by switching the operation and stop of the second oscillator 458, the one type of node device 110 supports various user devices 120. Wired communication can be performed appropriately. As a result, the versatility of the node device 110 can be improved. Further, when the user equipment 120 that can share the clock signal is connected to the node device 110, a common clock signal, specifically the first clock signal, is supplied to both the MCU 451 and the wireless communication unit 452, and the second oscillator By stopping the power supply to 458, power consumption can be reduced.

また、前記ＭＣＵ４５１と無線通信部４５２とは、１チップで構成されている。 Further, the MCU 451 and the wireless communication unit 452 are configured by one chip.

これによれば、１チップで構成されているＭＣＵ４５１及び無線通信部４５２に、敢えて２つの発振器（詳しくは、第１発振器４５７及び第２発振器４５８）を設けることによって、有線通信及び無線通信を適切に行うことができる。つまり、１チップに対して１つの発振器を設ける構成の場合、該発振器で生成されるクロック信号が無線通信に適している場合には、ユーザ機器と有線通信を適切に行えない虞がある一方、該発振器で生成されるクロック信号が有線信号に適している場合には、他のノード装置１１０との無線通信を適切に行えない虞がある。それに対し、１チップであるにもかかわらず、２つの発振器を設けることによって、有線通信に適したクロック信号と無線通信に適したクロック信号の両方を生成することができる。その結果、有線通信及び無線通信の両方を適切に行うことができる。また、ＭＣＵ４５１と無線通信部４５２とを１チップ化することによって、実装面積を小さくして、ノード装置１１０を小型化することができる。 According to this, wired communication and wireless communication are appropriately performed by providing two oscillators (specifically, the first oscillator 457 and the second oscillator 458) in the MCU 451 and the wireless communication unit 452 configured by one chip. Can be done. In other words, in the case of a configuration in which one oscillator is provided for one chip, when the clock signal generated by the oscillator is suitable for wireless communication, there is a possibility that wired communication with the user device cannot be performed appropriately. If the clock signal generated by the oscillator is suitable for a wired signal, wireless communication with other node devices 110 may not be performed properly. On the other hand, although two chips are provided, both a clock signal suitable for wired communication and a clock signal suitable for wireless communication can be generated by providing two oscillators. As a result, both wired communication and wireless communication can be performed appropriately. Further, by integrating the MCU 451 and the wireless communication unit 452 into one chip, the mounting area can be reduced and the node device 110 can be downsized.

さらに、ノード装置１１０は、同期通信（例えば、ＳＰＩ通信やＩ^２Ｃ通信）を行うユーザ機器１２０、詳しくはセンサ１２０Ｂに接続される場合には、第１発振器４５７を作動させ且つ第２発振器を作動させない第１状態に設定され、非同期通信（例えば、ＵＡＲＴ通信）を行うユーザ機器１２０、詳しくはＰＣ１２０Ａに接続される場合には、第１発振器４５７及び第２発振器４５８の両方を作動させる第２状態に設定される。 Further, the node device 110 operates the first oscillator 457 and activates the second oscillator when connected to the user equipment 120 that performs synchronous communication (for example, SPI communication or I ² C communication), more specifically, the sensor 120B. When connected to the user equipment 120 that is set to the first state that is not activated and performs asynchronous communication (for example, UART communication), more specifically, when connected to the PC 120A, the second oscillator that activates both the first oscillator 457 and the second oscillator 458 is activated. Set to state.

非同期通信のように、受信側にも基準クロック信号が必要な通信においては、送信側であるノード装置１１０のクロック信号を、受信側の基準クロック信号と厳密に合わせる必要はないものの、受信側が信号を適切に受信できるようなクロック信号とする必要がある。特にボーレートが高い場合には、許容できるクロック信号の幅も狭くなる。すなわち、通信を適切に行うことができるクロック信号が限定される。そのため、非同期通信を行うユーザ機器１２０にノード装置１１０が接続される場合には、有線通信に適した第２クロック信号をＭＣＵ４５１に供給し、無線通信に適した第１クロック信号を無線通信部４５２に供給する。こうすることで、有線通信及び無線通信の両方を適切に行うことができる。 In communication that requires a reference clock signal on the receiving side as in asynchronous communication, it is not necessary to strictly match the clock signal of the node device 110 on the transmitting side with the reference clock signal on the receiving side. Must be a clock signal that can be properly received. In particular, when the baud rate is high, the allowable clock signal width is also narrowed. That is, the clock signal that can appropriately perform communication is limited. Therefore, when the node device 110 is connected to the user device 120 that performs asynchronous communication, the second clock signal suitable for wired communication is supplied to the MCU 451, and the first clock signal suitable for wireless communication is supplied to the wireless communication unit 452. To supply. By doing so, both wired communication and wireless communication can be appropriately performed.

一方、同期通信のように、送信側のクロック信号を基準に受信側で信号が受信される通信の場合には、クロック信号はほとんど制約されない。そのため、同期通信を行うユーザ機器１２０にノード装置１１０が接続される場合には、無線通信に適した第１クロック信号をＭＣＵ４５１及び無線通信部４５２の両方に供給すると共に、第２発振器４５８への電力供給を停止する。こうすることで、有線通信及び無線通信の両方を適切に行うことができると共に、消費電力を低減することができる。 On the other hand, in the case of communication in which a signal is received on the receiving side with reference to the clock signal on the transmitting side, such as synchronous communication, the clock signal is hardly restricted. Therefore, when the node device 110 is connected to the user equipment 120 that performs synchronous communication, the first clock signal suitable for wireless communication is supplied to both the MCU 451 and the wireless communication unit 452, and to the second oscillator 458. Stop power supply. By doing so, both wired communication and wireless communication can be appropriately performed, and power consumption can be reduced.

特に、第２発振器４５８への電力供給を停止するノード装置１１０は、子ノード装置１１０Ｂである。子ノード装置１１０Ｂは、外部電源が無い場所に設置されることが多く、電池等の内部電源によって作動することがない。そのため、第２発振器４５８への電力供給を停止して、消費電力を抑制することは非常に有効である。 In particular, the node device 110 that stops supplying power to the second oscillator 458 is the child node device 110B. The child node device 110B is often installed in a place where there is no external power supply, and is not operated by an internal power supply such as a battery. Therefore, it is very effective to stop power supply to the second oscillator 458 and suppress power consumption.

《実施形態２》
前記実施形態１では、子ノード装置１１０Ｂは、ユーザ機器１２０と同期通信を行っているのに対し、実施形態２においては、子ノード装置１１０Ｂは、ユーザ機器１２０と非同期通信を行う点で異なる。 << Embodiment 2 >>
In the first embodiment, the child node device 110B performs synchronous communication with the user device 120, whereas in the second embodiment, the child node device 110B differs in that asynchronous communication with the user device 120 is performed.

実施形態２では、ノード装置１１０は、ボーレートが所定値よりも低いか否かによって第１状態と第２状態とを切り替える。つまり、ボーレートが低い場合には、ＵＡＲＴ通信における誤差が小さいため、許容できるクロック信号の幅が広い。そこで、所定値よりも低いボーレートで通信を行うユーザ機器１２０に接続されるノード装置１１０は、第１状態に設定する一方、所定値以上のボーレートで通信を行うユーザ機器１２０に接続されるノード装置１１０は、第２状態に設定する。所定値は、例えば、19200bpsであり得る。 In the second embodiment, the node device 110 switches between the first state and the second state depending on whether or not the baud rate is lower than a predetermined value. That is, when the baud rate is low, the error in the UART communication is small, so that the allowable clock signal width is wide. Therefore, the node device 110 connected to the user equipment 120 that communicates at a baud rate lower than a predetermined value is set to the first state, while the node device 110 connected to the user equipment 120 that communicates at a baud rate equal to or higher than the predetermined value. 110 is set to the second state. The predetermined value may be 19200 bps, for example.

こうすることによって、クロック信号を有線通信と無線通信とで共用できる、又は、有線通信においてクロック信号が制約を受けないユーザ機器１２０にノード装置１１０が接続される場合には、第１発振器４５７だけを作動させることによって、消費電力を抑制しつつ、有線通信及び無線通信の両方を適切に行うことができる。一方、クロック信号を有線通信と無線通信とで共用できない、又は、有線通信においてクロック信号が制約を受けるユーザ機器１２０にノード装置１１０が接続される場合には、第１発振器４５７及び第２発振器４５８の両方を作動させることによって、有線通信及び無線通信の両方を適切に行うことができる。また、ノード装置１１０は、第２発振器４５８の作動及び停止を切り替えるだけで第１状態と第２状態とを切り替えることができるため、１種類のノード装置１１０で様々なユーザ機器１２０に対応して、有線通信を適切に行うことができる。 In this way, the clock signal can be shared between the wired communication and the wireless communication, or when the node device 110 is connected to the user equipment 120 where the clock signal is not restricted in the wired communication, only the first oscillator 457 is used. By operating, both wired communication and wireless communication can be appropriately performed while suppressing power consumption. On the other hand, when the node device 110 is connected to the user device 120 in which the clock signal cannot be shared between the wired communication and the wireless communication or the clock signal is restricted in the wired communication, the first oscillator 457 and the second oscillator 458 are connected. By operating both, wired communication and wireless communication can be appropriately performed. In addition, since the node device 110 can switch between the first state and the second state simply by switching the operation and stop of the second oscillator 458, one type of node device 110 supports various user devices 120. Wired communication can be performed appropriately.

《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。 << Other Embodiments >>
The present invention may be configured as follows with respect to the embodiment.

前記ネットワークシステム１００における、ノード装置１１０の個数及びユーザ機器１２０の個数は、前記実施形態に限られるものではない。ノード装置やユーザ機器は、任意の個数とすることができる。また、各ノード装置１１０には、必ず、ユーザ機器１２０が接続されている必要はない。 The number of node devices 110 and the number of user devices 120 in the network system 100 are not limited to those in the embodiment. There can be any number of node devices and user equipments. Further, the user equipment 120 is not necessarily connected to each node device 110.

また、前記実施形態では、基地局ノード装置１１０Ａは１台であるが、これに限られるものではない。例えば、複数の基地局ノード装置１１０Ａを設け、各基地局ノード装置１１０Ａが子ノード装置１１０Ｂとで無線ネットワークを構成し、基地局ノード装置１１０Ａ，１１０Ａ同士を無線又は有線で結合するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although 110 A of base station node apparatuses are one, it is not restricted to this. For example, a plurality of base station node devices 110A are provided, each base station node device 110A forms a wireless network with the child node device 110B, and the base station node devices 110A and 110A are coupled to each other wirelessly or by wire. Good.

また、前記ノード装置１１０とユーザ機器１２０との接続関係は、１対１であるが、これに限られるものではない。すなわち、１つのノード装置１１０に接続されるユーザ機器１２０の台数は任意に設定され得る。 Further, the connection relationship between the node device 110 and the user device 120 is one-to-one, but is not limited thereto. That is, the number of user devices 120 connected to one node device 110 can be arbitrarily set.

前記ユーザ機器は、ＰＣやセンサに限られるものではない。ユーザ機器は、表示機器等の電子機器であってもよい。 The user equipment is not limited to a PC or a sensor. The user device may be an electronic device such as a display device.

また、前記の構成では、ＰＣ１２０Ａがマスタ機として機能しているが、これに限られるものではない。マスタ機は、必ずしも、ＰＣである必要はなく、計測機器の何れかであってもよく、ＰＣ以外のユーザ機器であってもよい。 In the above configuration, the PC 120A functions as a master machine, but the present invention is not limited to this. The master machine does not necessarily have to be a PC, and may be any one of measuring instruments, and may be a user instrument other than a PC.

さらに、前記ネットワークシステム１００においては、マスタスレーブ関係が成立しているが、これに限られるものではない。 Furthermore, in the network system 100, a master-slave relationship is established, but the present invention is not limited to this.

また、前記実施形態では、非同期通信の例として、ＵＡＲＴ通信について説明しているが、これに限られるものではない。ＵＡＲＴ通信以外の非同期通信を行う場合であっても、上記の構成を採用することができる。また、同期通信の例として、ＳＰＩ通信及びＩ^２Ｃ通信について説明しているが、これに限られるものではない。ＳＰＩ通信及びＩ^２Ｃ通信以外の同期通信を行う場合であっても、上記の構成を採用することができる。 In the above embodiment, UART communication has been described as an example of asynchronous communication. However, the present invention is not limited to this. Even when asynchronous communication other than UART communication is performed, the above-described configuration can be employed. Further, although SPI communication and I ² C communication have been described as examples of synchronous communication, the present invention is not limited to this. Even when synchronous communication other than SPI communication and I ² C communication is performed, the above-described configuration can be employed.

また、前記実施形態では、ＵＡＲＴ通信は、ＲＳ４８５の信号レベルに変換されて実行されているが、これに限られるものではない。すなわち、ＲＳ４８５以外の通信規格を採用することもでき、例えば、ＲＳ４２２、ＲＳ２３２Ｃ等の通信規格であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although UART communication is converted and performed to the signal level of RS485, it is not restricted to this. That is, a communication standard other than RS485 can be adopted, and for example, a communication standard such as RS422 or RS232C may be used.

さらに、実施形態１と実施形態２とを組み合わせて、所定値以上のボーレートで非同期通信を行うユーザ機器１２０がノード装置１１０に接続される場合には、ノード装置１１０を第２状態に設定する一方、所定値よりも低いボーレートで非同期通信を行うユーザ機器１２０又は同期通信を行うユーザ機器１２０がノード装置１１０に接続される場合には、ノード装置１１０を第１状態に設定するように構成してもよい。かかる構成であれば、子ノード装置１１０Ｂであっても、該子ノード装置１１０Ｂに接続されるユーザ機器１２０が所定値よりも低いボーレートで非同期通信を行う場合には、該子ノード装置１１０Ｂは第２状態に設定される。つまり、基地局ノード装置１１０Ａだけでなく、子ノード装置１１０Ｂの中にも第２状態に設定されるものが存在するようになる。さらには、基地局ノード装置１１０Ａであっても、それに接続されるユーザ機器１２０が所定値よりも低いボーレートで非同期通信を行うか又は同期通信を行う場合には、該基地局ノード装置１１０Ａは第１状態に設定される。 Furthermore, when the user equipment 120 that performs asynchronous communication at a baud rate equal to or higher than a predetermined value is connected to the node device 110 by combining the first embodiment and the second embodiment, the node device 110 is set to the second state. When the user device 120 that performs asynchronous communication at a baud rate lower than a predetermined value or the user device 120 that performs synchronous communication is connected to the node device 110, the node device 110 is configured to be set to the first state. Also good. With this configuration, even when the child node device 110B performs asynchronous communication at a baud rate lower than a predetermined value even when the user equipment 120 connected to the child node device 110B performs asynchronous communication, the child node device 110B Two states are set. That is, not only the base station node device 110A but also the child node device 110B is set to the second state. Furthermore, even in the case of the base station node apparatus 110A, when the user equipment 120 connected to the base station node apparatus 110 performs asynchronous communication at a baud rate lower than a predetermined value or performs synchronous communication, the base station node apparatus 110A 1 state is set.

また、前記実施形態は、第１発振器４５７と第２発振器４５８との２つの発振器を有しているが、３つ以上の発振器を備えることを排除するものではない。 Moreover, although the said embodiment has two oscillators, the 1st oscillator 457 and the 2nd oscillator 458, it does not exclude providing three or more oscillators.

さらに、前記実施形態では、第２発振器４５８の作動及び停止を電源回路４５９により行っているが、これに限られるものではない。第２発振器４５８の作動及び停止を実行できる限り、任意の構成を採用することができる。 Further, in the above embodiment, the second oscillator 458 is activated and stopped by the power supply circuit 459, but the present invention is not limited to this. Any configuration can be adopted as long as the second oscillator 458 can be operated and stopped.

また、前記実施形態における第１クロック信号及び第２クロック信号は一例である。第１クロック信号は、ノード装置１１０が採用する無線通信の周波数帯に応じて適宜設定し得る。第２クロック信号は、ノード装置１１０に接続されるユーザ機器１２０との間の有線通信の方式に応じて、さらには、ノード装置１１０が採用する無線通信に応じて適宜設定し得る。 Further, the first clock signal and the second clock signal in the embodiment are examples. The first clock signal can be appropriately set according to the frequency band of wireless communication adopted by the node device 110. The second clock signal can be set as appropriate according to the method of wired communication with the user equipment 120 connected to the node device 110, and further according to the wireless communication employed by the node device 110.

さらに、前記実施形態では、ＭＣＵ４５１と無線通信部４５２とが１チップで構成されているが、ＭＣＵ４５１と無線通信部４５２とが別々のチップで構成されていてもよい。 Furthermore, in the embodiment, the MCU 451 and the wireless communication unit 452 are configured by one chip, but the MCU 451 and the wireless communication unit 452 may be configured by separate chips.

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiments, and can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 As described above, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the claims, and is not limited by the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

以上説明したように、ここに開示された技術は、ノード装置及び複数のノード装置を備えたネットワークシステムについて有用である。 As described above, the technique disclosed herein is useful for a network system including a node device and a plurality of node devices.

１００ネットワークシステム
１１０ノード装置
１１０Ａ基地局ノード装置
１１０Ｂ子ノード装置
１２０ユーザ機器
１２０ＡＰＣ（マスタユーザ機器）
１２０Ｂ電子機器（スレーブユーザ機器）
４５１ＭＣＵ（演算部）
４５２無線通信部
４５７第１発振器
４５８第２発振器 100 Network System 110 Node Device 110A Base Station Node Device 110B Child Node Device 120 User Equipment 120A PC (Master User Equipment)
120B Electronic equipment (slave user equipment)
451 MCU (calculation unit)
452 Wireless communication unit 457 First oscillator 458 Second oscillator

Claims

A node device capable of wireless communication connected to a user device by wire,
An arithmetic unit;
A wireless communication unit;
A first oscillator for outputting a first clock signal;
A second oscillator that outputs a second clock signal having a frequency different from that of the first clock signal;
A first state in which the first clock signal is supplied to both the arithmetic unit and the wireless communication unit by operating the first oscillator without operating the second oscillator, and operating the first oscillator. A node configured to switch between a second state in which the first clock signal is supplied to the wireless communication unit and the second oscillator is operated by operating the second oscillator. apparatus.

The node device according to claim 1,
The arithmetic unit and the wireless communication unit are node devices configured by one chip.

The node device according to claim 1,
When connected to the user equipment that performs synchronous communication, the first state is set,
A node device that is set to the second state when connected to the user equipment that performs asynchronous communication.

The node device according to claim 1,
When connected to the user equipment that communicates at a baud rate lower than a predetermined value, the first state is set,
A node device that is set to the second state when connected to the user equipment that performs communication at a baud rate equal to or higher than the predetermined value.

In a network system comprising a plurality of user devices and a plurality of node devices connected to the user devices by wire, and performing wireless communication between the node devices,
The node device is
An arithmetic unit;
A wireless communication unit;
A first oscillator for outputting a first clock signal;
A second oscillator that outputs a second clock signal having a frequency different from that of the first clock signal;
A first state in which the first clock signal is supplied to both the arithmetic unit and the wireless communication unit by operating the first oscillator without operating the second oscillator, and operating the first oscillator. A network configured to be able to switch between a second state in which the first clock signal is supplied to the wireless communication unit and the second oscillator is operated by operating the second oscillator. system.

The network system according to claim 5, wherein
The arithmetic unit and the wireless communication unit are a network system configured by one chip.

The network system according to claim 5, wherein
The plurality of user devices include a user device that performs synchronous communication and a user device that performs asynchronous communication,
The node device connected to the user equipment that performs the synchronous communication is set to the first state,
The network device in which the node device connected to the user equipment that performs the asynchronous communication is set to the second state.

The network system according to claim 5, wherein
The plurality of user equipments include user equipments having different baud rates during communication,
The node device connected to the user equipment communicating at a baud rate lower than a predetermined value is set to the first state;
The network system in which the node device connected to the user equipment that performs communication at a baud rate equal to or higher than the predetermined value is set to the second state.