フィールド機器
【課題】膨大な工数及び費用を必要とすることなく無線通信を実現することができるフィールド機器を提供する。
【解決手段】無線フィールド機器１ａは、表示部２１を駆動する表示ドライバ２２を有するＬＣＤボードＢ２と、表示ドライバ２２を制御するセンサ制御部１４を有するセンサボードＢ１と、ＬＣＤボードＢ２の表示ドライバ２２とセンサボードＢ１のセンサ制御部１４とを接続する通信ラインＬ１とを備えており、ＬＣＤボードＢ２には、通信ラインＬ１に並列接続されてセンサボードＢ１のセンサ制御部１４との間で通信ラインＬ１を介したデータの授受が可能な無線制御部２３が設けられている。
【解決手段】無線フィールド機器１ａは、表示部２１を駆動する表示ドライバ２２を有するＬＣＤボードＢ２と、表示ドライバ２２を制御するセンサ制御部１４を有するセンサボードＢ１と、ＬＣＤボードＢ２の表示ドライバ２２とセンサボードＢ１のセンサ制御部１４とを接続する通信ラインＬ１とを備えており、ＬＣＤボードＢ２には、通信ラインＬ１に並列接続されてセンサボードＢ１のセンサ制御部１４との間で通信ラインＬ１を介したデータの授受が可能な無線制御部２３が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントや工場等に設置されるフィールド機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラントや工場等においては、高度な自動操業を実現すべく、フィールド機器と呼ばれる現場機器(測定器、操作器)と、これらを制御する制御装置とが通信手段を介して接続された分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が構築されている。このような分散制御システムの基礎をなす通信システムは、有線によって通信を行うものが殆どであったが、近年においては、ＩＳＡ１００．１１ａ等の無線通信規格に準拠した無線によって通信を行うものも実現されている。
【０００３】
上記のフィールド機器は、設計の容易化及びにコスト低減を図るために、機器で実現される機能のうちの１つ又は幾つかの機能を実現するボード（基板）を複数組み合わせて構成されるのが一般的である。例えば、無線通信が可能なフィールド機器（無線フィールド機器）は、物理量（温度、圧力等）の測定や機器の全体的な制御を行う機能を実現するセンサボード、無線通信機能を実現する無線ボード、及びＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）の表示制御を行う機能を実現するＬＣＤボードを備える構成である。
【０００４】
上記のセンサボード及び無線ボードは接続ケーブルによって互いに接続され、これらボード間において接続ケーブルを介した各種データ（例えば、無線ボードから送信すべきデータや無線ボードで受信されたデータ）の授受が行われる。また、上記のセンサボード及びＬＣＤボードも接続ケーブルによって互いに接続され、ＬＣＤに表示させるべき表示データ等が接続ケーブルを介してこれらボード間で授受される。尚、以下の特許文献１には、信号伝送器に設けられる表示器への表示方式を改良した従来の信号伝送器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−６２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、通信機能を備えない従来のフィールド機器、或いは、有線による通信機能を備えるフィールド機器から、無線通信に対応した無線フィールド機器を開発する場合には、上述した無線ボードを追加して、追加した無線ボードを接続ケーブルによってセンサボードに接続すれば良いと考えられる。しかしながら、フィールド機器は、プラント等に設置される組み込み機器であるため、設置スペースの制約を受ける関係から外形形状や大きさが先に規定されてしまう。このため、新たに追加する無線ボードを収容するスペースを確保することが困難であるという問題がある。
【０００７】
無線ボードを新たに追加することができない場合には、本来のセンサボードの機能に無線ボードで実現される無線通信機能を加えた新たなセンサボードを設計する必要があると考えられる。しかしながら、このような新たなセンサボードを設計するには、ハードウェアの変更（例えば、無線通信を実現する集積回路の追加）のみならず、ソフトウェアの変更（例えば、ファームウェアの変更）が必要になるため設計に長時間を要してしまい、また、設計が終了した後には電気的な評価を行う時間も必要になる。このように、新たなセンサボードを設計しようとすると、膨大な工数と費用が必要になるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、膨大な工数及び費用を必要とすることなく無線通信を実現することができるフィールド機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のフィールド機器は、表示装置（２１）を駆動する駆動部（２２）を有する第１基板（Ｂ２）と、前記駆動部を制御する制御部（１４）を有する第２基板（Ｂ１）と、前記第１基板に設けられた前記駆動部と前記第２基板に設けられた前記制御部とを接続する接続線（Ｌ１）とを備えるフィールド機器（１ａ，１ｂ）において、前記第１基板に設けられ、前記接続線に並列接続されて前記第２基板に設けられた前記制御部との間で前記接続線を介したデータの授受が可能な無線制御部（２３）を備えることを特徴としている
この発明によると、第１基板に設けられた駆動部と第２基板に設けられた制御部との間で接続線を介したデータの送受信が行われるとともに、第１基板に設けられて接続線に並列接続された無線制御部と第２基板に設けられた制御部との間で接続線を介したデータの送受信が行われる。
また、本発明のフィールド機器は、前記制御部が、前記接続線を介した前記駆動部への表示用データの送信を定期的に行っており、前記無線制御部が、前記制御部による前記表示用データの送信が行われない空き時間を利用して、前記接続線を介した前記制御部との間のデータの授受を行うことを特徴としている。
また、本発明のフィールド機器は、前記無線制御部が、前記制御部から前記接続線を介して前記駆動部に送信される表示用データを、無線通信により送信可能なデータ形式に変換する処理を行うことを特徴としている。
また、本発明のフィールド機器は、前記制御部が、前記表示用データを前記駆動部に送信する場合には、前記表示用データの送信に先立って前記駆動部を選択する旨を示す選択信号（ＳＬ）を前記駆動部に送信し、前記駆動部からの送信要求信号（ＲＱ）を受信した場合には、前記選択信号を前記駆動部に送信してから前記駆動部からのデータを受信することを特徴としている。
また、本発明のフィールド機器は、前記無線制御部が、前記接続線のうちの前記制御部へのデータ送信に用いられる送信用信号線のレベルを変化させることによって前記制御部に対するデータの送信要求を行うことを特徴としている。
また、本発明のフィールド機器は、前記制御部が、前記駆動部に対する前記選択信号の送信を行っておらず、且つ、前記駆動部からの前記送信要求信号を受信していない状態で、前記送信用信号線のレベル変化が生じた場合に、前記無線制御部からのデータを受信することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表示装置を駆動する駆動部を有する第１基板に対し、第１基板に設けられた駆動部と第２基板に設けられた制御部とを接続する接続線に並列接続されて、第２基板に設けられた制御部との間で接続線を介したデータの授受が可能な無線制御部を設けたため、膨大な工数及び費用を必要とすることなく無線通信を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態によるフィールド機器が用いられる無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるフィールド機器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の一実施形態によるフィールド機器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるフィールド機器について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるフィールド機器が用いられる無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す通り、無線通信システムＣＳは、無線フィールド機器１ａ，１ｂ（フィールド機器）、無線ゲートウェイ２、及びホスト装置３を備えており、無線通信ネットワークＮ１及びバックボーンネットワークＮ２を介した通信が可能である。尚、図１では２つの無線フィールド機器１ａ，１ｂを示しているが、無線フィールド機器の数は任意である。
【００１３】
無線フィールド機器１ａ，１ｂは、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントや工場に設置される機器であり、インダストリアル・オートメーション用無線通信規格であるＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。尚、無線フィールド機器１ａ，１ｂの内部構成の詳細については後述する。
【００１４】
無線ゲートウェイ２は、無線フィールド機器１ａ，１ｂが接続される無線通信ネットワークＮ１と、ホスト装置３が接続されるバックボーンネットワークＮ２とを接続し、無線フィールド機器１ａ，１ｂとホスト装置３との間で送受信される各種データの中継を行う。この無線ゲートウェイ２は、上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能であり、無線通信ネットワークＮ１を介して行われる無線通信の制御や、無線フィールド機器を無線通信ネットワークＮ１に参入させるか否かの参入処理等も行う。
【００１５】
ホスト装置３は、有線ネットワークであるバックボーンネットワークＮ２に接続されており、例えば無線通信システムＣＳの管理者に操作される装置である。このホスト装置３は、管理者の操作に応じて、例えば無線ゲートウェイ２との間で通信を行って、無線フィールド機器１ａ，１ｂに関する情報（測定データ、異常を示す情報（アラーム）等）を取得して無線フィールド機器１ａ，１ｂの管理に用いる。
【００１６】
次に、無線フィールド機器１ａ，１ｂの内部構成について詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。尚、無線フィールド機器１ａ，１ｂは同様の構成であるため、以下では無線フィールド機器１ａのみについて説明し、無線フィールド機器１ｂについての説明は省略する。また、図２では、無線フィールド機器１ａに設けられた構成のうち、本発明の説明を行う上で必要な構成のみを図示している。
【００１７】
図２に示す通り、無線フィールド機器１ａは、センサボードＢ１（第２基板）、ＬＣＤボードＢ２（第１基板）、及びＬＣＤ通信ラインＬ１（接続線）を備える。センサボードＢ１は、物理量（温度、圧力等）の測定や無線フィールド機器１ａの動作を統括制御する機能を実現する基板である。これに対し、ＬＣＤボードＢ２は、センサボードＢ１の制御の下で、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）に対する表示や無線通信の機能を実現する基板である。
【００１８】
ＬＣＤ通信ラインＬ１は、センサボードＢ１とＬＣＤボードＢ２とを接続する接続線であって、例えば送信用信号線、受信用信号線、クロック信号線等の複数の信号線を有する通信ラインである。このＬＣＤ通信ラインＬ１を介して、センサボードＢ１とＬＣＤボードＢ２との間では、例えばＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）通信等の同期式のシリアル通信が行われる。
【００１９】
上記のセンサボードＢ１には、機器固有処理部１１、フラッシュメモリ１２、強誘電体メモリ１３、センサ制御部１４（制御部）、電源部１５、及びコネクタＣが設けられている。機器固有処理部１１は、センサ制御部１４の制御の下で無線フィールド機器１ａに固有の処理を行う。ここで、無線フィールド機器１ａに固有の処理とは、例えば温度の測定処理、バルブの開閉処理、アクチュエータの操作処理等である。本実施形態では、機器固有処理部１１には温度センサが設けられており、上記の固有の処理として温度の測定処理が行われるものとする。
【００２０】
フラッシュメモリ１２は、不揮発性の半導体メモリであって、無線フィールド機器１ａの動作を規定するプログラム（図示省略）を格納する。強誘電体メモリ１３は、強誘電体の履歴現象（ヒステリシス）を利用した不揮発性の半導体メモリであって、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）とも呼ばれ、無線フィールド機器１ａで用いられる各種のパラメータを格納する。
【００２１】
センサ制御部１４は、センサボードＢ１に設けられた各ブロックに加えて、ＬＣＤボードＢ２に設けられた各ブロックを制御することによって、無線フィールド機器１ａの動作を統括的に制御する。具体的に、センサ制御部１４は、機器固有処理部１１を制御して温度の測定結果を取得する制御、コネクタＣを介したＬＣＤボードＢ２との間の通信制御、及び無線フィールド機器１ａの状態を監視する制御等を行う。
【００２２】
尚、センサ制御部１４は、上記のＬＣＤボードＢ２との間で行われる通信を通じて、ＬＣＤボードＢ２に設けられる表示ドライバ２２及び無線制御部２３の制御も行う。例えば、ＬＣＤボードＢ２に設けられた表示部２１に表示させるべきデータ（表示用データ）を表示ドライバ２２に定期的に送信し、その表示用データに応じた表示を表示ドライバ２２に表示させる制御を行う。尚、上記の表示用データは、プロセス値（例えば、温度の測定結果を示す情報）、プロセス値に付随する情報（例えば、単位を示す情報）、及びアラームを示す情報等を含むデータである。
【００２３】
電源部１５は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池を備えており、無線フィールド機器１ａを動作させるために必要な電力をセンサボードＢ１及びＬＣＤボードＢ２の各部に供給する。コネクタＣは、センサボードＢ１をＬＣＤボードＢ２に接続するための接続端子であって、ＬＣＤ通信ラインＬ１の一端が接続される。センサ制御部１４は、このコネクタＣを介して通信ラインＬ１に接続される。
【００２４】
上記のＬＣＤボードＢ２には、表示部２１（表示装置）、表示ドライバ２２（駆動部）、無線制御部２３、無線通信部２４、アンテナ２５、及びコネクタＣが設けられている。ここで、表示部２１及び表示ドライバ２２は、ＬＣＤボードＢ２の本来の機能である表示機能を実現する構成であり、無線制御部２３、無線通信部２４、及びアンテナ２５は、無線通信機能を実現する構成である。ＬＣＤボードＢ２は、部品点数が少なく、空きスペースが多いため、本来の表示機能を実現する構成に加えて無線通信機能を実現する構成を設けている。
【００２５】
表示部２１は、セグメント表示或いはドット・マトリクス表示が可能なＬＣＤ等の表示装置を備えており、表示ドライバ２２の駆動に応じた表示を行う。表示ドライバ２２は、センサボードＢ１に設けられたセンサ制御部１４によって制御され、センサ制御部１４から送信されるデータ（表示用データ）の内容が表示部２１に表示されるように表示部２１を駆動する。
【００２６】
この表示ドライバ２２は、通信ラインＬ１に対し、センサ制御部１４に送信すべき送信データＴｘ及びデータ送信要求信号ＲＱ（送信要求信号）を出力する。ここで、表示ドライバ２２から出力される送信データＴｘは、例えば表示ドライバ２２に異常が生じた旨をセンサ制御部１４に通知するためのデータである。また、データ送信要求信号ＲＱは、センサ制御部１４に対し、センサ制御部１４への送信データＴｘの送信を要求する信号である。
【００２７】
また、表示ドライバ２２には、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して送信されてくるクロック信号ＣＫ、受信データＲｘ、及びチップセレクト信号ＳＬ（選択信号）が入力される。ここで、クロック信号ＣＫは、無線フィールド機器１ａに設けられる各ブロックの動作を同期させるために用いられる一定周波数の信号である。表示ドライバ２２に入力される受信データＲｘは、センサ制御部１４から送信されて通信ラインＬ１を介して送信されてくる表示用データである。チップセレクト信号ＳＬは、センサ制御部１４が表示ドライバ２２を選択する旨を示す信号である。
【００２８】
無線制御部２３は、図１に示す無線通信ネットワークＮ１を介した無線ゲートウェイ２との間の無線通信を実現すべく、センサ制御部１４の制御の下で無線通信部２４を制御する。この無線制御部２３は、表示ドライバ２２が接続された通信ラインＬ１（正確には、ＬＣＤボードＢ２に設けられたコネクタＣと表示ドライバ２２との間の通信ライン）に並列接続され、言い換えれば、表示ドライバ２２と無線制御部２３とは並列に通信ラインＬ１に接続され、センサ制御部１４との間で通信ラインＬ１を介したデータの送受信が可能である。
【００２９】
ここで、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介した表示ドライバ２２への表示用データの送信は定期的に行われる。無線制御部２３は、表示ドライバ２２が接続されている通信ラインＬ１に並列接続されているため、表示用データの送信が行われている間においては、センサ制御部１４との間の通信を行うことはできない。このため、無線制御部２３は、センサ制御部１４による表示用データの送信が行われない空き時間を利用して、通信ラインＬ１を介したセンサ制御部１４との間のデータの送受信を行う。
【００３０】
この無線制御部２３は、センサ制御部１４に送信すべき送信データＴｘを通信ラインＬ１に出力する。ここで、無線通信部２３から出力される送信データＴｘは、例えば図１に示す無線ゲートウェイ２から送信されて無線通信部２４で受信されたデータである。また、無線制御部２３には、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して送信されてくるクロック信号ＣＫ及び受信データＲｘが入力される。無線制御部２３に入力される受信データＲｘは、上記の表示ドライバ２２に送信される表示用データ、或いは無線通信部２４から図１に示す無線ゲートウェイ２に送信すべきデータである。
【００３１】
尚、無線制御部２３は、上記の表示ドライバ２２に送信される表示用データが入力された場合には、そのデータを無線通信部２４から送信可能なデータ形式に変換する処理も行う。これは、表示部２１に表示される表示用データの内容（例えば、温度の測定結果）を、図１に示す無線通信ネットワークＮ１を介して無線ゲートウェイ２に送信するためである。
【００３２】
無線通信部２４は、無線制御部２３の制御の下で、無線通信（図１に示す無線通信ネットワークＮ１を介した無線ゲートウェイ２との間の無線通信）を実現する。つまり、無線制御部２３から出力されるデータに応じた無線信号を生成してアンテナ２５から送信するとともに、アンテナ２５で受信された無線信号を復調等して無線制御部２３に出力する。アンテナ２５は、例えばロッドアンテナであり、無線信号を送信するとともに、送信されてきた無線信号を受信する。
【００３３】
次に、上記構成における無線フィールド機器１ａの動作について説明する。図３，図４は、本発明の一実施形態によるフィールド機器の動作を説明するためのタイミングチャートである。ここで、本実施形態における無線フィールド機器１ａの動作は、センサ制御部１４と表示ドライバ２２との間でデータの送受信が行われる動作（以下、「第１送受信動作」という）と、センサ制御部１４と無線制御部２３との間でデータの送受信が行われる動作（以下、「第２送受信動作」という）とに大別される。
【００３４】
上記の第１送受信動作のうち、センサ制御部１４が表示ドライバ２２に対して表示用データを送信する動作は定期的に（例えば、数秒程度の時間間隔で）行われ、表示ドライバ２２がセンサ制御部１４に対してデータを送信する動作は不定期に行われる。これに対し、上記の第２送受信動作は、第１送受信動作が行われないタイミングで（空き時間に）行われる。図３に示すタイミングチャートは上記の第１送受信動作を説明するものであり、図４に示すタイミングチャートは上記の第２送受信動作を説明するものである。以下、これら図３，図４を参照して第１，第２送受信動作を順に説明する。
【００３５】
〈第１送受信動作〉
センサ制御部１４から表示ドライバ２２に対して表示用データが送信される場合には、図３に示す通り、まずチップセレクト信号ＳＬがセンサ制御部１４によって「Ｌ（ロー）」レベルにされて表示ドライバ２２が選択される。チップセレクト信号ＳＬが「Ｌ」レベルになることにより、表示ドライバ２２は、センサ制御部１４からの表示用データの受信が可能な状態になる。
【００３６】
次に、クロック信号ＣＫと表示用データとしての受信データＲｘが、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して表示ドライバ２２に送信される。この受信データＲｘを受信すると、表示ドライバ２２は、表示部２１を駆動して受信データＲｘの内容を表示部２１に表示させる。これにより、例えば機器固有処理部１１で測定された温度の測定結果が表示部２１に表示されることになる。
【００３７】
ここで、無線制御部２３は、表示ドライバ２２が接続されている通信ラインＬ１に並列接続されているため、センサ制御部１４から表示ドライバ２２に送信された表示用データとしての受信データＲｘが無線制御部２３にも受信される。無線通信部２３で受信された受信データＲｘは、データ形式が変換された上で無線通信部２４に出力され、無線通信部２４の処理によって無線ゲートウェイ２に送信される。以上の動作が定期的に繰り返されることにより、表示部２１の表示が定期的に更新されるとともに、表示用データの内容が無線ゲートウェイ２に定期的に送信される。
【００３８】
表示ドライバ２２からセンサ制御部１４に対してデータが送信される場合には、図３に示す通り、まずデータ送信要求信号ＲＱが表示ドライバ２２によって一時的に「Ｌ」レベルにされる。尚、データ送信要求信号ＲＱを一時的に「Ｌ」レベルにする処理は、チップセレクト信号ＳＬが「Ｈ（ハイ）」レベルである場合（つまり、センサ制御部１４による表示ドライバ２２の選択が行われていない場合）に行われる。
【００３９】
データ送信要求信号ＲＱが「Ｌ」レベルになると、チップセレクト信号ＳＬがセンサ制御部１４によって「Ｌ」レベルにされて表示ドライバ２２が選択される。次いで、クロック信号ＣＫがセンサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して表示ドライバ２２に送信され、このクロック信号ＣＫに同期して表示ドライバ２２から通信ラインＬ１を介してセンサ制御部１４に送信データＴｘが送信される。
【００４０】
〈第２送受信動作〉
センサ制御部１４から無線制御部２３に対してデータが送信される場合には、図４に示す通り、データ送信要求信号ＲＱ及びチップセレクト信号ＳＬが共に「Ｈ」レベルであるときに、クロック信号ＣＫと送信すべきデータとしての受信データＲｘが、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して無線制御部２３に送信される。無線通信部２３で受信された受信データＲｘは、無線通信部２４に出力されて無線通信部２４の処理によって無線ゲートウェイ２に送信される。
【００４１】
ここで、前述した通り、センサ制御部１４から表示ドライバ２２への表示用データの送信は、チップセレクト信号ＳＬが「Ｌ」レベルである場合に行われていた。また、データ送信要求信号ＲＱが一時的に「Ｌ」レベルにならなければ、表示ドライバ２２からセンサ制御部１４へのデータ送信も行われない。従って、データ送信要求信号ＲＱ及びチップセレクト信号ＳＬが共に「Ｈ」レベルである場合には、通信ラインＬ１は使用されていない状態であるため、かかる場合にセンサ制御部１４から無線制御部２３に対するデータの送信を行うこととしている。尚、チップセレクト信号ＳＬが「Ｈ」レベルであるため、センサ制御部１４から無線制御部２３に送信されるデータが、表示ドライバ２２に受信されることはない。
【００４２】
無線制御部２３からセンサ制御部１４に対してデータが送信される場合には、図４に示す通り、まずデータ送信要求信号ＲＱ及びチップセレクト信号ＳＬが共に「Ｈ」レベルであるときに、送信データＴｘの送信に用いられる送信用信号線が無線制御部２３によって「Ｌ」レベルにされる。これにより、センサ制御部１４は、無線制御部２３からのデータの受信が可能な状態になる。次いで、クロック信号ＣＫがセンサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して無線制御部２３に送信され、このクロック信号ＣＫに同期して無線制御部２３から通信ラインＬ１を介してセンサ制御部１４に送信データＴｘが送信される。
【００４３】
このように、センサ制御部１４から無線制御部２３に対するデータ送信、及び、無線制御部２３からセンサ制御部１４に対するデータ送信は何れも、データ送信要求信号ＲＱ及びチップセレクト信号ＳＬが共に「Ｈ」レベルであって、通信ラインＬ１は使用されていない状態で行われる。このため、センサ制御部１４と無線制御部２３との間における通信ラインＬ１を介したデータの送受信を、センサ制御部１４と表示ドライバ２２との間における通信ラインＬ１を介した表示用データ等の送受信と混信することなく行うことができる。
【００４４】
以上の通り、本実施形態では、表示部２１及び表示ドライバ２２等の表示機能を実現する構成に加えて、無線制御部２３、無線通信部２４、及びアンテナ２５等の無線通信機能を実現する構成をＬＣＤボードＢ２に搭載している。そして、センサボードＢ１とＬＣＤボードＢ２とを接続する通信ラインＬ１に無線制御部２３を並列接続して、センサボードＢ１に設けられたセンサ制御部１４との間で通信ラインＬ１を介したデータの授受を可能にしている。これにより、無線通信を実現するセンサボードＢ１を新たに設計する必要が無く、従来のセンサボードＢ１を殆ど変更することなく用いることができるため、膨大な工数及び費用を必要とすることなく無線通信を実現することができる。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態によるフィールド機器について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、無線通信機能を追加する例について説明したが、フィールド機器１ａ，１ｂで実装されていない通信プロトコルで通信を行う機能を追加する場合にも本発明を適用することができる。ここで、フィールド機器１ａ，１ｂで実装されていない通信プロトコルとしては、例えばＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer：登録商標）、ファンデーションフィールドバス（Foundation Fieldbus：登録商標）、プロフィバス（PROFIBUS：登録商標）、又はＢＲＡＩＮ等のプロセス工業用の汎用通信プロトコルが挙げられる。
【符号の説明】
【００４６】
１ａ，１ｂ 無線フィールド機器
１４ センサ制御部
２１ 表示部
２２ 表示ドライバ
２３ 無線制御部
Ｂ１ センサボード
Ｂ２ ＬＣＤボード
Ｌ１ 通信ライン
ＲＱ データ送信要求信号
ＳＬ チップセレクト信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントや工場等に設置されるフィールド機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラントや工場等においては、高度な自動操業を実現すべく、フィールド機器と呼ばれる現場機器(測定器、操作器)と、これらを制御する制御装置とが通信手段を介して接続された分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が構築されている。このような分散制御システムの基礎をなす通信システムは、有線によって通信を行うものが殆どであったが、近年においては、ＩＳＡ１００．１１ａ等の無線通信規格に準拠した無線によって通信を行うものも実現されている。
【０００３】
上記のフィールド機器は、設計の容易化及びにコスト低減を図るために、機器で実現される機能のうちの１つ又は幾つかの機能を実現するボード（基板）を複数組み合わせて構成されるのが一般的である。例えば、無線通信が可能なフィールド機器（無線フィールド機器）は、物理量（温度、圧力等）の測定や機器の全体的な制御を行う機能を実現するセンサボード、無線通信機能を実現する無線ボード、及びＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）の表示制御を行う機能を実現するＬＣＤボードを備える構成である。
【０００４】
上記のセンサボード及び無線ボードは接続ケーブルによって互いに接続され、これらボード間において接続ケーブルを介した各種データ（例えば、無線ボードから送信すべきデータや無線ボードで受信されたデータ）の授受が行われる。また、上記のセンサボード及びＬＣＤボードも接続ケーブルによって互いに接続され、ＬＣＤに表示させるべき表示データ等が接続ケーブルを介してこれらボード間で授受される。尚、以下の特許文献１には、信号伝送器に設けられる表示器への表示方式を改良した従来の信号伝送器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−６２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、通信機能を備えない従来のフィールド機器、或いは、有線による通信機能を備えるフィールド機器から、無線通信に対応した無線フィールド機器を開発する場合には、上述した無線ボードを追加して、追加した無線ボードを接続ケーブルによってセンサボードに接続すれば良いと考えられる。しかしながら、フィールド機器は、プラント等に設置される組み込み機器であるため、設置スペースの制約を受ける関係から外形形状や大きさが先に規定されてしまう。このため、新たに追加する無線ボードを収容するスペースを確保することが困難であるという問題がある。
【０００７】
無線ボードを新たに追加することができない場合には、本来のセンサボードの機能に無線ボードで実現される無線通信機能を加えた新たなセンサボードを設計する必要があると考えられる。しかしながら、このような新たなセンサボードを設計するには、ハードウェアの変更（例えば、無線通信を実現する集積回路の追加）のみならず、ソフトウェアの変更（例えば、ファームウェアの変更）が必要になるため設計に長時間を要してしまい、また、設計が終了した後には電気的な評価を行う時間も必要になる。このように、新たなセンサボードを設計しようとすると、膨大な工数と費用が必要になるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、膨大な工数及び費用を必要とすることなく無線通信を実現することができるフィールド機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のフィールド機器は、表示装置（２１）を駆動する駆動部（２２）を有する第１基板（Ｂ２）と、前記駆動部を制御する制御部（１４）を有する第２基板（Ｂ１）と、前記第１基板に設けられた前記駆動部と前記第２基板に設けられた前記制御部とを接続する接続線（Ｌ１）とを備えるフィールド機器（１ａ，１ｂ）において、前記第１基板に設けられ、前記接続線に並列接続されて前記第２基板に設けられた前記制御部との間で前記接続線を介したデータの授受が可能な無線制御部（２３）を備えることを特徴としている
この発明によると、第１基板に設けられた駆動部と第２基板に設けられた制御部との間で接続線を介したデータの送受信が行われるとともに、第１基板に設けられて接続線に並列接続された無線制御部と第２基板に設けられた制御部との間で接続線を介したデータの送受信が行われる。
また、本発明のフィールド機器は、前記制御部が、前記接続線を介した前記駆動部への表示用データの送信を定期的に行っており、前記無線制御部が、前記制御部による前記表示用データの送信が行われない空き時間を利用して、前記接続線を介した前記制御部との間のデータの授受を行うことを特徴としている。
また、本発明のフィールド機器は、前記無線制御部が、前記制御部から前記接続線を介して前記駆動部に送信される表示用データを、無線通信により送信可能なデータ形式に変換する処理を行うことを特徴としている。
また、本発明のフィールド機器は、前記制御部が、前記表示用データを前記駆動部に送信する場合には、前記表示用データの送信に先立って前記駆動部を選択する旨を示す選択信号（ＳＬ）を前記駆動部に送信し、前記駆動部からの送信要求信号（ＲＱ）を受信した場合には、前記選択信号を前記駆動部に送信してから前記駆動部からのデータを受信することを特徴としている。
また、本発明のフィールド機器は、前記無線制御部が、前記接続線のうちの前記制御部へのデータ送信に用いられる送信用信号線のレベルを変化させることによって前記制御部に対するデータの送信要求を行うことを特徴としている。
また、本発明のフィールド機器は、前記制御部が、前記駆動部に対する前記選択信号の送信を行っておらず、且つ、前記駆動部からの前記送信要求信号を受信していない状態で、前記送信用信号線のレベル変化が生じた場合に、前記無線制御部からのデータを受信することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表示装置を駆動する駆動部を有する第１基板に対し、第１基板に設けられた駆動部と第２基板に設けられた制御部とを接続する接続線に並列接続されて、第２基板に設けられた制御部との間で接続線を介したデータの授受が可能な無線制御部を設けたため、膨大な工数及び費用を必要とすることなく無線通信を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態によるフィールド機器が用いられる無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるフィールド機器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の一実施形態によるフィールド機器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるフィールド機器について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるフィールド機器が用いられる無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す通り、無線通信システムＣＳは、無線フィールド機器１ａ，１ｂ（フィールド機器）、無線ゲートウェイ２、及びホスト装置３を備えており、無線通信ネットワークＮ１及びバックボーンネットワークＮ２を介した通信が可能である。尚、図１では２つの無線フィールド機器１ａ，１ｂを示しているが、無線フィールド機器の数は任意である。
【００１３】
無線フィールド機器１ａ，１ｂは、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントや工場に設置される機器であり、インダストリアル・オートメーション用無線通信規格であるＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。尚、無線フィールド機器１ａ，１ｂの内部構成の詳細については後述する。
【００１４】
無線ゲートウェイ２は、無線フィールド機器１ａ，１ｂが接続される無線通信ネットワークＮ１と、ホスト装置３が接続されるバックボーンネットワークＮ２とを接続し、無線フィールド機器１ａ，１ｂとホスト装置３との間で送受信される各種データの中継を行う。この無線ゲートウェイ２は、上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能であり、無線通信ネットワークＮ１を介して行われる無線通信の制御や、無線フィールド機器を無線通信ネットワークＮ１に参入させるか否かの参入処理等も行う。
【００１５】
ホスト装置３は、有線ネットワークであるバックボーンネットワークＮ２に接続されており、例えば無線通信システムＣＳの管理者に操作される装置である。このホスト装置３は、管理者の操作に応じて、例えば無線ゲートウェイ２との間で通信を行って、無線フィールド機器１ａ，１ｂに関する情報（測定データ、異常を示す情報（アラーム）等）を取得して無線フィールド機器１ａ，１ｂの管理に用いる。
【００１６】
次に、無線フィールド機器１ａ，１ｂの内部構成について詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。尚、無線フィールド機器１ａ，１ｂは同様の構成であるため、以下では無線フィールド機器１ａのみについて説明し、無線フィールド機器１ｂについての説明は省略する。また、図２では、無線フィールド機器１ａに設けられた構成のうち、本発明の説明を行う上で必要な構成のみを図示している。
【００１７】
図２に示す通り、無線フィールド機器１ａは、センサボードＢ１（第２基板）、ＬＣＤボードＢ２（第１基板）、及びＬＣＤ通信ラインＬ１（接続線）を備える。センサボードＢ１は、物理量（温度、圧力等）の測定や無線フィールド機器１ａの動作を統括制御する機能を実現する基板である。これに対し、ＬＣＤボードＢ２は、センサボードＢ１の制御の下で、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）に対する表示や無線通信の機能を実現する基板である。
【００１８】
ＬＣＤ通信ラインＬ１は、センサボードＢ１とＬＣＤボードＢ２とを接続する接続線であって、例えば送信用信号線、受信用信号線、クロック信号線等の複数の信号線を有する通信ラインである。このＬＣＤ通信ラインＬ１を介して、センサボードＢ１とＬＣＤボードＢ２との間では、例えばＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）通信等の同期式のシリアル通信が行われる。
【００１９】
上記のセンサボードＢ１には、機器固有処理部１１、フラッシュメモリ１２、強誘電体メモリ１３、センサ制御部１４（制御部）、電源部１５、及びコネクタＣが設けられている。機器固有処理部１１は、センサ制御部１４の制御の下で無線フィールド機器１ａに固有の処理を行う。ここで、無線フィールド機器１ａに固有の処理とは、例えば温度の測定処理、バルブの開閉処理、アクチュエータの操作処理等である。本実施形態では、機器固有処理部１１には温度センサが設けられており、上記の固有の処理として温度の測定処理が行われるものとする。
【００２０】
フラッシュメモリ１２は、不揮発性の半導体メモリであって、無線フィールド機器１ａの動作を規定するプログラム（図示省略）を格納する。強誘電体メモリ１３は、強誘電体の履歴現象（ヒステリシス）を利用した不揮発性の半導体メモリであって、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）とも呼ばれ、無線フィールド機器１ａで用いられる各種のパラメータを格納する。
【００２１】
センサ制御部１４は、センサボードＢ１に設けられた各ブロックに加えて、ＬＣＤボードＢ２に設けられた各ブロックを制御することによって、無線フィールド機器１ａの動作を統括的に制御する。具体的に、センサ制御部１４は、機器固有処理部１１を制御して温度の測定結果を取得する制御、コネクタＣを介したＬＣＤボードＢ２との間の通信制御、及び無線フィールド機器１ａの状態を監視する制御等を行う。
【００２２】
尚、センサ制御部１４は、上記のＬＣＤボードＢ２との間で行われる通信を通じて、ＬＣＤボードＢ２に設けられる表示ドライバ２２及び無線制御部２３の制御も行う。例えば、ＬＣＤボードＢ２に設けられた表示部２１に表示させるべきデータ（表示用データ）を表示ドライバ２２に定期的に送信し、その表示用データに応じた表示を表示ドライバ２２に表示させる制御を行う。尚、上記の表示用データは、プロセス値（例えば、温度の測定結果を示す情報）、プロセス値に付随する情報（例えば、単位を示す情報）、及びアラームを示す情報等を含むデータである。
【００２３】
電源部１５は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池を備えており、無線フィールド機器１ａを動作させるために必要な電力をセンサボードＢ１及びＬＣＤボードＢ２の各部に供給する。コネクタＣは、センサボードＢ１をＬＣＤボードＢ２に接続するための接続端子であって、ＬＣＤ通信ラインＬ１の一端が接続される。センサ制御部１４は、このコネクタＣを介して通信ラインＬ１に接続される。
【００２４】
上記のＬＣＤボードＢ２には、表示部２１（表示装置）、表示ドライバ２２（駆動部）、無線制御部２３、無線通信部２４、アンテナ２５、及びコネクタＣが設けられている。ここで、表示部２１及び表示ドライバ２２は、ＬＣＤボードＢ２の本来の機能である表示機能を実現する構成であり、無線制御部２３、無線通信部２４、及びアンテナ２５は、無線通信機能を実現する構成である。ＬＣＤボードＢ２は、部品点数が少なく、空きスペースが多いため、本来の表示機能を実現する構成に加えて無線通信機能を実現する構成を設けている。
【００２５】
表示部２１は、セグメント表示或いはドット・マトリクス表示が可能なＬＣＤ等の表示装置を備えており、表示ドライバ２２の駆動に応じた表示を行う。表示ドライバ２２は、センサボードＢ１に設けられたセンサ制御部１４によって制御され、センサ制御部１４から送信されるデータ（表示用データ）の内容が表示部２１に表示されるように表示部２１を駆動する。
【００２６】
この表示ドライバ２２は、通信ラインＬ１に対し、センサ制御部１４に送信すべき送信データＴｘ及びデータ送信要求信号ＲＱ（送信要求信号）を出力する。ここで、表示ドライバ２２から出力される送信データＴｘは、例えば表示ドライバ２２に異常が生じた旨をセンサ制御部１４に通知するためのデータである。また、データ送信要求信号ＲＱは、センサ制御部１４に対し、センサ制御部１４への送信データＴｘの送信を要求する信号である。
【００２７】
また、表示ドライバ２２には、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して送信されてくるクロック信号ＣＫ、受信データＲｘ、及びチップセレクト信号ＳＬ（選択信号）が入力される。ここで、クロック信号ＣＫは、無線フィールド機器１ａに設けられる各ブロックの動作を同期させるために用いられる一定周波数の信号である。表示ドライバ２２に入力される受信データＲｘは、センサ制御部１４から送信されて通信ラインＬ１を介して送信されてくる表示用データである。チップセレクト信号ＳＬは、センサ制御部１４が表示ドライバ２２を選択する旨を示す信号である。
【００２８】
無線制御部２３は、図１に示す無線通信ネットワークＮ１を介した無線ゲートウェイ２との間の無線通信を実現すべく、センサ制御部１４の制御の下で無線通信部２４を制御する。この無線制御部２３は、表示ドライバ２２が接続された通信ラインＬ１（正確には、ＬＣＤボードＢ２に設けられたコネクタＣと表示ドライバ２２との間の通信ライン）に並列接続され、言い換えれば、表示ドライバ２２と無線制御部２３とは並列に通信ラインＬ１に接続され、センサ制御部１４との間で通信ラインＬ１を介したデータの送受信が可能である。
【００２９】
ここで、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介した表示ドライバ２２への表示用データの送信は定期的に行われる。無線制御部２３は、表示ドライバ２２が接続されている通信ラインＬ１に並列接続されているため、表示用データの送信が行われている間においては、センサ制御部１４との間の通信を行うことはできない。このため、無線制御部２３は、センサ制御部１４による表示用データの送信が行われない空き時間を利用して、通信ラインＬ１を介したセンサ制御部１４との間のデータの送受信を行う。
【００３０】
この無線制御部２３は、センサ制御部１４に送信すべき送信データＴｘを通信ラインＬ１に出力する。ここで、無線通信部２３から出力される送信データＴｘは、例えば図１に示す無線ゲートウェイ２から送信されて無線通信部２４で受信されたデータである。また、無線制御部２３には、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して送信されてくるクロック信号ＣＫ及び受信データＲｘが入力される。無線制御部２３に入力される受信データＲｘは、上記の表示ドライバ２２に送信される表示用データ、或いは無線通信部２４から図１に示す無線ゲートウェイ２に送信すべきデータである。
【００３１】
尚、無線制御部２３は、上記の表示ドライバ２２に送信される表示用データが入力された場合には、そのデータを無線通信部２４から送信可能なデータ形式に変換する処理も行う。これは、表示部２１に表示される表示用データの内容（例えば、温度の測定結果）を、図１に示す無線通信ネットワークＮ１を介して無線ゲートウェイ２に送信するためである。
【００３２】
無線通信部２４は、無線制御部２３の制御の下で、無線通信（図１に示す無線通信ネットワークＮ１を介した無線ゲートウェイ２との間の無線通信）を実現する。つまり、無線制御部２３から出力されるデータに応じた無線信号を生成してアンテナ２５から送信するとともに、アンテナ２５で受信された無線信号を復調等して無線制御部２３に出力する。アンテナ２５は、例えばロッドアンテナであり、無線信号を送信するとともに、送信されてきた無線信号を受信する。
【００３３】
次に、上記構成における無線フィールド機器１ａの動作について説明する。図３，図４は、本発明の一実施形態によるフィールド機器の動作を説明するためのタイミングチャートである。ここで、本実施形態における無線フィールド機器１ａの動作は、センサ制御部１４と表示ドライバ２２との間でデータの送受信が行われる動作（以下、「第１送受信動作」という）と、センサ制御部１４と無線制御部２３との間でデータの送受信が行われる動作（以下、「第２送受信動作」という）とに大別される。
【００３４】
上記の第１送受信動作のうち、センサ制御部１４が表示ドライバ２２に対して表示用データを送信する動作は定期的に（例えば、数秒程度の時間間隔で）行われ、表示ドライバ２２がセンサ制御部１４に対してデータを送信する動作は不定期に行われる。これに対し、上記の第２送受信動作は、第１送受信動作が行われないタイミングで（空き時間に）行われる。図３に示すタイミングチャートは上記の第１送受信動作を説明するものであり、図４に示すタイミングチャートは上記の第２送受信動作を説明するものである。以下、これら図３，図４を参照して第１，第２送受信動作を順に説明する。
【００３５】
〈第１送受信動作〉
センサ制御部１４から表示ドライバ２２に対して表示用データが送信される場合には、図３に示す通り、まずチップセレクト信号ＳＬがセンサ制御部１４によって「Ｌ（ロー）」レベルにされて表示ドライバ２２が選択される。チップセレクト信号ＳＬが「Ｌ」レベルになることにより、表示ドライバ２２は、センサ制御部１４からの表示用データの受信が可能な状態になる。
【００３６】
次に、クロック信号ＣＫと表示用データとしての受信データＲｘが、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して表示ドライバ２２に送信される。この受信データＲｘを受信すると、表示ドライバ２２は、表示部２１を駆動して受信データＲｘの内容を表示部２１に表示させる。これにより、例えば機器固有処理部１１で測定された温度の測定結果が表示部２１に表示されることになる。
【００３７】
ここで、無線制御部２３は、表示ドライバ２２が接続されている通信ラインＬ１に並列接続されているため、センサ制御部１４から表示ドライバ２２に送信された表示用データとしての受信データＲｘが無線制御部２３にも受信される。無線通信部２３で受信された受信データＲｘは、データ形式が変換された上で無線通信部２４に出力され、無線通信部２４の処理によって無線ゲートウェイ２に送信される。以上の動作が定期的に繰り返されることにより、表示部２１の表示が定期的に更新されるとともに、表示用データの内容が無線ゲートウェイ２に定期的に送信される。
【００３８】
表示ドライバ２２からセンサ制御部１４に対してデータが送信される場合には、図３に示す通り、まずデータ送信要求信号ＲＱが表示ドライバ２２によって一時的に「Ｌ」レベルにされる。尚、データ送信要求信号ＲＱを一時的に「Ｌ」レベルにする処理は、チップセレクト信号ＳＬが「Ｈ（ハイ）」レベルである場合（つまり、センサ制御部１４による表示ドライバ２２の選択が行われていない場合）に行われる。
【００３９】
データ送信要求信号ＲＱが「Ｌ」レベルになると、チップセレクト信号ＳＬがセンサ制御部１４によって「Ｌ」レベルにされて表示ドライバ２２が選択される。次いで、クロック信号ＣＫがセンサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して表示ドライバ２２に送信され、このクロック信号ＣＫに同期して表示ドライバ２２から通信ラインＬ１を介してセンサ制御部１４に送信データＴｘが送信される。
【００４０】
〈第２送受信動作〉
センサ制御部１４から無線制御部２３に対してデータが送信される場合には、図４に示す通り、データ送信要求信号ＲＱ及びチップセレクト信号ＳＬが共に「Ｈ」レベルであるときに、クロック信号ＣＫと送信すべきデータとしての受信データＲｘが、センサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して無線制御部２３に送信される。無線通信部２３で受信された受信データＲｘは、無線通信部２４に出力されて無線通信部２４の処理によって無線ゲートウェイ２に送信される。
【００４１】
ここで、前述した通り、センサ制御部１４から表示ドライバ２２への表示用データの送信は、チップセレクト信号ＳＬが「Ｌ」レベルである場合に行われていた。また、データ送信要求信号ＲＱが一時的に「Ｌ」レベルにならなければ、表示ドライバ２２からセンサ制御部１４へのデータ送信も行われない。従って、データ送信要求信号ＲＱ及びチップセレクト信号ＳＬが共に「Ｈ」レベルである場合には、通信ラインＬ１は使用されていない状態であるため、かかる場合にセンサ制御部１４から無線制御部２３に対するデータの送信を行うこととしている。尚、チップセレクト信号ＳＬが「Ｈ」レベルであるため、センサ制御部１４から無線制御部２３に送信されるデータが、表示ドライバ２２に受信されることはない。
【００４２】
無線制御部２３からセンサ制御部１４に対してデータが送信される場合には、図４に示す通り、まずデータ送信要求信号ＲＱ及びチップセレクト信号ＳＬが共に「Ｈ」レベルであるときに、送信データＴｘの送信に用いられる送信用信号線が無線制御部２３によって「Ｌ」レベルにされる。これにより、センサ制御部１４は、無線制御部２３からのデータの受信が可能な状態になる。次いで、クロック信号ＣＫがセンサ制御部１４から通信ラインＬ１を介して無線制御部２３に送信され、このクロック信号ＣＫに同期して無線制御部２３から通信ラインＬ１を介してセンサ制御部１４に送信データＴｘが送信される。
【００４３】
このように、センサ制御部１４から無線制御部２３に対するデータ送信、及び、無線制御部２３からセンサ制御部１４に対するデータ送信は何れも、データ送信要求信号ＲＱ及びチップセレクト信号ＳＬが共に「Ｈ」レベルであって、通信ラインＬ１は使用されていない状態で行われる。このため、センサ制御部１４と無線制御部２３との間における通信ラインＬ１を介したデータの送受信を、センサ制御部１４と表示ドライバ２２との間における通信ラインＬ１を介した表示用データ等の送受信と混信することなく行うことができる。
【００４４】
以上の通り、本実施形態では、表示部２１及び表示ドライバ２２等の表示機能を実現する構成に加えて、無線制御部２３、無線通信部２４、及びアンテナ２５等の無線通信機能を実現する構成をＬＣＤボードＢ２に搭載している。そして、センサボードＢ１とＬＣＤボードＢ２とを接続する通信ラインＬ１に無線制御部２３を並列接続して、センサボードＢ１に設けられたセンサ制御部１４との間で通信ラインＬ１を介したデータの授受を可能にしている。これにより、無線通信を実現するセンサボードＢ１を新たに設計する必要が無く、従来のセンサボードＢ１を殆ど変更することなく用いることができるため、膨大な工数及び費用を必要とすることなく無線通信を実現することができる。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態によるフィールド機器について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、無線通信機能を追加する例について説明したが、フィールド機器１ａ，１ｂで実装されていない通信プロトコルで通信を行う機能を追加する場合にも本発明を適用することができる。ここで、フィールド機器１ａ，１ｂで実装されていない通信プロトコルとしては、例えばＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer：登録商標）、ファンデーションフィールドバス（Foundation Fieldbus：登録商標）、プロフィバス（PROFIBUS：登録商標）、又はＢＲＡＩＮ等のプロセス工業用の汎用通信プロトコルが挙げられる。
【符号の説明】
【００４６】
１ａ，１ｂ 無線フィールド機器
１４ センサ制御部
２１ 表示部
２２ 表示ドライバ
２３ 無線制御部
Ｂ１ センサボード
Ｂ２ ＬＣＤボード
Ｌ１ 通信ライン
ＲＱ データ送信要求信号
ＳＬ チップセレクト信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置を駆動する駆動部を有する第１基板と、前記駆動部を制御する制御部を有する第２基板と、前記第１基板に設けられた前記駆動部と前記第２基板に設けられた前記制御部とを接続する接続線とを備えるフィールド機器において、
前記第１基板に設けられ、前記接続線に並列接続されて前記第２基板に設けられた前記制御部との間で前記接続線を介したデータの授受が可能な無線制御部を備えることを特徴とするフィールド機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記接続線を介した前記駆動部への表示用データの送信を定期的に行っており、
前記無線制御部は、前記制御部による前記表示用データの送信が行われない空き時間を利用して、前記接続線を介した前記制御部との間のデータの授受を行う
ことを特徴とする請求項１記載のフィールド機器。
【請求項３】
前記無線制御部は、前記制御部から前記接続線を介して前記駆動部に送信される表示用データを、無線通信により送信可能なデータ形式に変換する処理を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のフィールド機器。
【請求項４】
前記制御部は、前記表示用データを前記駆動部に送信する場合には、前記表示用データの送信に先立って前記駆動部を選択する旨を示す選択信号を前記駆動部に送信し、
前記駆動部からの送信要求信号を受信した場合には、前記選択信号を前記駆動部に送信してから前記駆動部からのデータを受信する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のフィールド機器。
【請求項５】
前記無線制御部は、前記接続線のうちの前記制御部へのデータ送信に用いられる送信用信号線のレベルを変化させることによって前記制御部に対するデータの送信要求を行うことを特徴とする請求項４記載のフィールド機器。
【請求項６】
前記制御部は、前記駆動部に対する前記選択信号の送信を行っておらず、且つ、前記駆動部からの前記送信要求信号を受信していない状態で、前記送信用信号線のレベル変化が生じた場合に、前記無線制御部からのデータを受信することを特徴とする請求項５記載のフィールド機器。
【請求項１】
表示装置を駆動する駆動部を有する第１基板と、前記駆動部を制御する制御部を有する第２基板と、前記第１基板に設けられた前記駆動部と前記第２基板に設けられた前記制御部とを接続する接続線とを備えるフィールド機器において、
前記第１基板に設けられ、前記接続線に並列接続されて前記第２基板に設けられた前記制御部との間で前記接続線を介したデータの授受が可能な無線制御部を備えることを特徴とするフィールド機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記接続線を介した前記駆動部への表示用データの送信を定期的に行っており、
前記無線制御部は、前記制御部による前記表示用データの送信が行われない空き時間を利用して、前記接続線を介した前記制御部との間のデータの授受を行う
ことを特徴とする請求項１記載のフィールド機器。
【請求項３】
前記無線制御部は、前記制御部から前記接続線を介して前記駆動部に送信される表示用データを、無線通信により送信可能なデータ形式に変換する処理を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のフィールド機器。
【請求項４】
前記制御部は、前記表示用データを前記駆動部に送信する場合には、前記表示用データの送信に先立って前記駆動部を選択する旨を示す選択信号を前記駆動部に送信し、
前記駆動部からの送信要求信号を受信した場合には、前記選択信号を前記駆動部に送信してから前記駆動部からのデータを受信する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のフィールド機器。
【請求項５】
前記無線制御部は、前記接続線のうちの前記制御部へのデータ送信に用いられる送信用信号線のレベルを変化させることによって前記制御部に対するデータの送信要求を行うことを特徴とする請求項４記載のフィールド機器。
【請求項６】
前記制御部は、前記駆動部に対する前記選択信号の送信を行っておらず、且つ、前記駆動部からの前記送信要求信号を受信していない状態で、前記送信用信号線のレベル変化が生じた場合に、前記無線制御部からのデータを受信することを特徴とする請求項５記載のフィールド機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６２５８９（Ｐ２０１３−６２５８９Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８３１６（Ｐ２０１１−１９８３１６）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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