赤外線通信装置及びフィールド機器
【課題】作業者の作業性を向上させて赤外線通信に係る作業を短時間で完了させることができる赤外線通信装置及びフィールド機器を提供する。
【解決手段】赤外線アダプタ２ｂは、外部のフィールド機器に向けた赤外光を射出する赤外線受発光部２１と、赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ発光部２２とを備えており、接続ケーブル２ｃによってノート型のパーソナルコンピュータ等の携帯性を有する端末装置に接続されて外部のフィールド機器と赤外線通信を行う。この赤外線アダプタ２ｂと赤外線通信を行うフィールド機器には、赤外線アダプタ２ｂからの赤外光を受光する受光部の周囲に、赤外線アダプタ２ｂからのレーザ光の照射によって蛍光を発し、或いは、赤外線アダプタ２ｂからのレーザ光を反射する指示部が設けられている。
【解決手段】赤外線アダプタ２ｂは、外部のフィールド機器に向けた赤外光を射出する赤外線受発光部２１と、赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ発光部２２とを備えており、接続ケーブル２ｃによってノート型のパーソナルコンピュータ等の携帯性を有する端末装置に接続されて外部のフィールド機器と赤外線通信を行う。この赤外線アダプタ２ｂと赤外線通信を行うフィールド機器には、赤外線アダプタ２ｂからの赤外光を受光する受光部の周囲に、赤外線アダプタ２ｂからのレーザ光の照射によって蛍光を発し、或いは、赤外線アダプタ２ｂからのレーザ光を反射する指示部が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線通信装置及びフィールド機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールド機器は、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の総称である。従来のフィールド機器は、プラント等に敷設された有線の通信バスを介して測定信号や制御信号等の各種信号の送受信を行うものが殆どであったが、近年では、ＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ等の産業用無線通信規格に準拠して無線により各種信号の送受信を行うフィールド機器（無線フィールド機器）が実現されている。
【０００３】
上記の産業用無線通信規格に準拠した無線通信システムは、おおよそ上記の無線フィールド機器、無線ネットワーク管理装置、及び上位管理装置から構成される。無線ネットワーク管理装置は、無線フィールド機器との間で無線通信を行いながら、無線ネットワークに接続された無線フィールド機器を統括して管理する装置である。上位管理装置は、無線通信システムの管理者によって操作され、管理者の指示に応じて無線フィールド機器との間で個別に通信を行って、無線フィールド機器に対する各種設定、調整、故障診断等を実現する装置である。
【０００４】
ここで、上記の無線フィールド機器を無線ネットワークに参入させるには、参入する側の無線フィールド機器に対して「プロビジョニング（Provisioning）」と呼ばれる機器情報の取得作業を行うとともに、参入される側の無線ネットワーク管理装置に対してプロビジョニングを行った無線フィールド機器を特定する機器情報の登録作業を行う必要がある。無線フィールド機器に対するプロビジョニングは、例えば無線フィールド機器との間で赤外線通信が可能な赤外線通信装置を用いて作業者により行われ、無線ネットワーク管理装置に対する登録作業は上位管理装置を用いて管理者により行われる。
【０００５】
無線ネットワーク管理装置に登録された機器情報と一致する機器情報が設定されている無線フィールド機器は無線ネットワーク管理装置によって無線ネットワークへの参入が許可され、それ以外の機器情報が設定された無線フィールド機器は無線ネットワーク管理装置によって無線ネットワークへの参入が拒否される。尚、フィールド機器のプロビジョニングについては、例えば以下の非特許文献１を参照されたい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】山本周二，他２名，「計装を革新するＩＳＡ１００．１１ａ準拠フィールド無線ソリューション」，横河技報，Ｖｏｌ．５３，Ｎｏ．２，２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したプロビジョニングを行う場合には、作業者が、赤外線通信装置に設けられた赤外光の受発光部を無線フィールド機器に設けられた赤外光の受発光部に向かい合わせ、赤外線通信が可能な距離まで赤外線通信装置を無線フィールド機器に近づける必要がある。しかしながら、無線フィールド機器は、プラント等に設置されるものであるため、作業者が作業しやすい場所に設置されるものもあれば、作業しづらい場所に設置されるものもあり、プロビジョニングが困難になる状況が生ずることもある。
【０００８】
例えば、無線フィールド機器が薄暗い場所に設置されている場合には、作業者が無線フィールド機器に設けられた受発光部の位置を特定することが困難になり、赤外線通信装置の向きを定めることができない状況が生じ得る。このような状況では、赤外線通信装置を上下左右に振って赤外線通信が可能となる方向を探る操作が作業者によって行われることが多い。しかしながら、かかる操作によって赤外線通信が開始されたとしても、直ちに赤外線通信装置の向きが変わることから赤外線通信が途切れる可能性が高く、赤外線通信に失敗した場合には上記の作業を繰り返す必要がある。このように、作業者が作業しづらい場所に無線フィールド機器が設置されている場合には、プロビジョニングに時間を要するという問題がある。
【０００９】
また、無線フィールド機器に設けられる受発光部が大きければ（例えば、数センチメートル四方程度以上であれば）、赤外線通信装置の向きが多少ずれても赤外線通信が失敗する確率は低いと考えられる。しかしながら、小型の無線フィールド機器は、受発光部が必然的に小さくなる（例えば、１センチメートル四方以下になる）ため、赤外線通信装置の向きが多少ずれただけでも赤外線通信が失敗する確率が高くなると考えられる。このように、小型の無線フィールド機器については、赤外線通信装置の向きを定めるのが困難になる状況が生じ安くなるため、プロビジョニングに要する時間が長くなる傾向があるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、作業者の作業性を向上させて赤外線通信に係る作業を短時間で完了させることができる赤外線通信装置及び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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の赤外線通信装置は、外部の機器と赤外線通信を行う赤外線通信装置（２ｂ、５、６、７）において、前記外部の機器に向けた赤外光を射出する赤外光射出部（２１、４１）と、前記赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ光射出部（２２、４２）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、赤外光射出部から外部の機器に向けた赤外光が射出されるとともに、レーザ光射出部から赤外光が射出される方向にレーザ光が射出される。
また、本発明の赤外線通信装置は、前記レーザ光射出部からレーザ光を射出させるか否かを切り替えるスイッチ部（２４、３１）を備えることを特徴としている。
また、本発明の赤外線通信装置は、前記赤外光射出部から赤外光を射出させるか否かを制御する制御信号が入力されるインターフェイス部（２３）を備えることを特徴としている。
また、本発明の赤外線通信装置は、前記レーザ光射出部から射出されたレーザ光の反射光を受光するレーザ光受光部（３３）と、前記レーザ光受光部で受光された反射光に基づいて、前記外部の機器との距離を算出する算出部（３４）と、前記算出部で算出された距離に応じて、前記赤外光射出部から赤外光を射出させるか否かを制御する制御部（３５）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の赤外線通信装置は、前記外部の機器からの赤外光を受光する赤外光受光部（２１、４１）を備えることを特徴としている。
本発明のフィールド機器は、赤外線通信が可能なフィールド機器（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、上記の何れかに記載の赤外線通信装置から射出される赤外光を受光する受光部（１２）と、記受光部の周囲の少なくとも一部に設けられ、前記赤外線通信装置から射出されるレーザ光の照射により蛍光を発し、或いは、前記赤外線通信装置から射出されるレーザ光を前記赤外線通信装置に向けて反射する指示部（１３、１４）とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、赤外線通信装置が外部の機器に向けた赤外光を射出するとともに、赤外光の射出方向にレーザ光を射出する構成であり、フィールド機器が赤外線通信装置との間で赤外線通信を行うとともに、赤外線通信装置から射出されるレーザ光により蛍光を発し、或いはレーザ光を反射する構成である。このため、作業者は、赤外線通信装置から射出されるレーザ光が照射されることによって発せられる蛍光又は反射光を目印にして赤外線通信装置の向きを定めることができ、赤外線通信に係る作業を短時間で完了させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器が用いられる通信システムの要部構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるフィールド機器の表示部を示す正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による赤外線通信装置の外観を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態によるフィールド機器の正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による赤外線通信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態におけるレーザ光の光路を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器が用いられる通信システムの要部構成を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態による赤外線通信装置の一部を切り欠いた斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器について詳細に説明する。
【００１５】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器が用いられる通信システムの要部構成を示す図である。図１に示す通り、本実施形態の通信システムＣＳ１は、無線フィールド機器１ａ，１ｂ（フィールド機器）、プロビジョニング装置２、無線ネットワーク管理装置３、及び上位管理装置４から構成され、無線フィールド機器１ａ，１ｂと無線ネットワーク管理装置３との間、或いは、無線ネットワーク管理装置３を介して無線フィールド機器１ａ，１ｂと上位管理装置４との間で通信が行われる。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。
【００１６】
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。これら無線フィールド機器１ａ，１ｂの動作は、無線ネットワーク管理装置３或いは上位管理装置４から送信されてくる制御データに基づいて制御され、無線フィールド機器１ａ，１ｂで得られた測定データは、無線ネットワーク管理装置３或いは上位管理装置４に収集される。
【００１７】
また、無線フィールド機器１ａ，１ｂは、赤外線通信機能を有しており、外部の赤外線通信機器との間で各種情報の送受信が可能である。具体的に、無線フィールド機器１ａ，１ｂは、プロビジョニング装置２との間で赤外線通信を行って、各種の設定情報（例えば、無線ネットワーク管理装置３によって形成される無線ネットワークＮ２に参入するために必要な情報）を取得するとともに、予め設定された機器情報を送信する。
【００１８】
図２は、本発明の第１実施形態によるフィールド機器の表示部を示す正面図である。図２に示す通り、無線フィールド機器１ａ，１ｂの表示部１０は、正面視の形状が円形形状の部位であって、その内部に表示装置１１、赤外線受発光部１２（受光部）、及び指示部１３が設けられている。表示装置１１は、例えば液晶表示装置であり、フィールド機器１ａ，１ｂで測定された温度等の測定結果、プロビジョニングを行う作業者に対する各種メッセージ、機器の状態を示す情報等を表示する。
【００１９】
赤外線受発光部１２は、プロビジョニング装置２から射出される赤外光を受光するとともに、プロビジョニング装置２に向けた赤外光を発する。この赤外線受発光部１２で赤外光の受発光が行われることにより、フィールド機器１ａ，１ｂとプロビジョニング装置２との間の赤外線通信が実現される。指示部１３は、プロビジョニングを行う作業者に対して赤外線受発光部１２の位置を指示するために赤外線受発光部１２の周囲に設けられた部位である。この指示部１３には、プロビジョニング装置２から射出されるレーザ光が照射されると蛍光を発する蛍光体が設けられており、この蛍光体から発せられる蛍光によって赤外線受発光部１２の位置が指示される。
【００２０】
尚、この指示部１３は、赤外線受発光部１２の周囲の少なくとも一部に設けられていれば良い。つまり、図２に示す通り赤外線受発光部１２の周囲を覆うように赤外線受発光部１２の近傍に設けられていても良く、赤外線受発光部１２の上部近傍、下部近傍、左部近傍、右部近傍のうちの１つ又は複数の部位に設けられていても良い。或いは、表示装置１１及び赤外線受発光部１２を除く表示部１０全体に設けられていても良い。
【００２１】
プロビジョニング装置２は、無線フィールド機器１ａ，１ｂとの間で赤外線通信が可能であり、無線フィールド機器１ａ，１ｂの設置やメンテナンスを行う作業者によって操作され、無線フィールド機器１ａ，１ｂに対する各種情報の設定や変更を行う。具体的に、プロビジョニング装置２は、無線フィールド機器１ａ，１ｂとの間で赤外線通信を行って前述した各種の設定情報（無線ネットワークＮ２に参入するために必要な情報等）を出力するとともに、無線フィールド機器１ａ，１ｂに予め設定された機器情報を取得する。
【００２２】
このプロビジョニング装置２は、端末装置２ａ、赤外線アダプタ２ｂ（赤外線通信装置）、及び接続ケーブル２ｃからなる。端末装置２ａは、ノート型のパーソナルコンピュータ等の携帯性を有する端末装置である。この端末装置２ａには、無線フィールド機器１ａ，１ｂに対するプロビジョニングを行うためのソフトウェア及び赤外線アダプタ２ｂを駆動するソフトウェア（ドライバ）がインストールされている。
【００２３】
赤外線アダプタ２ｂは、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等の接続ケーブル２ｃによって端末装置２ａに接続され、端末装置２ａの制御の下でフィールド機器１ａ，１ｂに向けた赤外光を発するとともに、フィールド機器１ａ，１ｂから射出される赤外光を受光する。この赤外線アダプタ２ｂで赤外光の受発光が行われることにより、フィールド機器１ａ，１ｂとプロビジョニング装置２との間の赤外線通信が実現される。
【００２４】
また、赤外線アダプタ２ｂは、作業者の操作に応じて赤外光が射出される方向にレーザ光を射出する。赤外線アダプタ２ｂから射出されるレーザ光は、可視レーザ光（例えば、波長が６３５〜６９０ｎｍ程度の赤色レーザ光、或いは、波長が５３０ｎｍ程度の緑色レーザ光）である。このように、赤外線アダプタ２ｂからレーザ光を射出させるのは、作業者が赤外線アダプタ２ｂの向きを無線フィールド機器１ａ，１ｂに設けられた赤外線受発光部１２（図２参照）の方向に容易に合わせられるようにするためである。
【００２５】
図３は、本発明の第１実施形態による赤外線通信装置の外観を示す図であって、（ａ）は接続ケーブルが接続された状態の平面図であり、（ｂ）は前方斜視図であり、（ｃ）は後方斜視図である。図３に示す通り、赤外線アダプタ２ｂは、平面視形状が略矩形形状である平板状の筐体を有する部材であり、作業者の右手又は左手に把持された状態で使用される。この赤外線アダプタ２ｂは、その前面２０ａに赤外線受発光部２１（赤外光射出部、赤外光受光部）及びレーザ発光部２２（レーザ光射出部）が設けられており、その背面２０ｂに接続コネクタ２３（インターフェイス部）が設けられており、その上面２０ｃにスイッチ２４（スイッチ部）が設けられている。
【００２６】
赤外線受発光部２１は、無線フィールド機器１ａ，１ｂに向けた赤外光を発するとともに、無線フィールド機器１ａ，１ｂから射出される赤外光を受光する。レーザ発光部２２は、赤外線受発光部２１から赤外光が射出される方向に、上述した波長を有するレーザ光を射出する。接続コネクタ２３は、例えばメス型のＵＳＢコネクタであり、接続ケーブル２ｃの一端が接続されて端末装置２ａからの制御信号（赤外線受発光部２１から赤外光を射出させるか否かを制御する制御信号）が入力される。この接続コネクタ２３が設けられていることにより、接続ケーブル２ｃが赤外線アダプタ２ｂに対して着脱自在である。
【００２７】
スイッチ２４は、作業者によって操作され、その操作に応じてレーザ発光部２２からレーザ光を射出するか否かを切り替える。具体的に、作業者によってスイッチ２４が押下された場合に、レーザ発光部２２からレーザ光が射出される。尚、赤外線受発光部２１から赤外線を射出させ、或いは、レーザ発光部２２からレーザ光を発光させるために必要となる電源は、接続ケーブル２ｃを介して端末装置２ａから供給される。また、端末装置２ａから出力される制御信号によってレーザ光の射出を制御可能に構成しても良い。
【００２８】
無線ネットワーク管理装置３は、上位管理装置４が接続される有線ネットワークＮ１と、無線フィールド機器１ａ，１ｂが接続される無線ネットワークＮ２とを接続し、無線フィールド機器１ａ，１ｂと上位管理装置４との間で送受信される各種データの中継を行うとともに、上位管理装置４の管理の下で無線フィールド機器１ａ，１ｂを制御する。尚、無線ネットワーク管理装置３も上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。
【００２９】
具体的に、無線ネットワーク管理装置３は、上位管理装置４の管理の下で、無線ネットワークＮ２に参入している無線フィールド機器１ａ，１ｂの制御（例えば、弁の開閉等の制御）、及び無線ネットワークＮ２に参入している無線フィールド機器１ａ，１ｂで測定される測定データの収集等を行う。また、無線ネットワーク管理装置３には、無線ネットワークＮ２への参入が許可される無線フィールド機器を示す機器情報が登録されており、この機器情報を用いて新たな無線フィールド機器を無線ネットワークＮ２に参入させるか否かの参入処理等も行う。
【００３０】
上位管理装置４は、有線ネットワークＮ１に接続されており、通信システムＣＳ１の管理者によって操作される装置であり、例えばデスクトップ型又はノート型のパーソナルコンピュータ等で実現される。この上位管理装置４は、無線ネットワーク管理装置３との間で各種情報の授受を行い、或いは無線ネットワーク管理装置３を介して無線フィールド機器１ａ，１ｂに各種制御データを送信して、無線ネットワーク管理装置３及び無線フィールド機器１ａ，１ｂの管理を行う。
【００３１】
次に、上記構成における通信システムＣＳ１の無線ネットワークＮ２に、図１中の無線フィールド機器１ａを新たに参入させる場合の動作について説明する。無線ネットワークＮ２に対し、新たに無線フィールド機器１ａを参入させる場合には、まず作業者が無線フィールド機器１ａに登録すべき情報をプロビジョニング装置２の端末装置２ａに入力する。具体的には、無線ネットワークのＩＤ、ジョインキー、無線ネットワーク管理装置３のアドレス情報等を入力する。
【００３２】
以上の入力作業が終了すると、作業者は、例えばプロビジョニング装置２の端末装置２ａを左手に把持するとともに赤外線アダプタ２ｂを右手に把持し、赤外線アダプタ２ｂを把持している右手の空いている指で端末装置２ａに対する赤外線通信開始指示を行う。この指示を行うと、作業者は、無線フィールド機器１ａとの間の赤外線通信を実現するために、赤外線アダプタ２ｂの前面２０ａを無線フィールド機器１ａに向けるとともに、赤外線アダプタ２ｂに設けられたスイッチ２４を押下して赤外線アダプタ２ｂからレーザ光を射出させる。
【００３３】
ここで、例えば無線フィールド機器１ａが薄暗い場所に設置されているとすると、作業者は、赤外線アダプタ２ｂの前面２０ａを正確に無線フィールド機器１ａの赤外線受発光部１２に向けることができない。このため、作業者は、赤外線アダプタ２ｂを上下左右に振って赤外線通信が可能となる方向を探る操作を行う。かかる操作を行っている最中に、レーザ光が無線フィールド機器１ａの表示部１０に設けられた指示部１３に照射されると指示部１３から蛍光が発せられる。この蛍光によって、作業者は無線フィールド機器１ａの赤外線受発光部１２の位置を知ることができるため、蛍光が発せられる方向に赤外線アダプタ２ｂの向きを固定する。
【００３４】
前述した通り、赤外線アダプタ２ｂからは、赤外光が射出される方向にレーザ光が射出されるため、蛍光が発せられる方向に赤外線アダプタ２ｂの向きを固定すると、赤外線アダプタ２ｂの赤外線受発光部２１は、必然的に無線フィールド機器１ａの赤外線受発光部１２の方向に向くことになって赤外線通信が可能となる。これにより、端末装置２ａに入力された情報が赤外線アダプタ２ｂを介して無線フィールド機器１ａに送信されるとともに、無線フィールド機器１ａの機器情報が赤外線アダプタ２ｂを介して端末装置２ａに送信されてプロビジョニングが完了する。
【００３５】
プロビジョニングが完了すると、端末装置２ａで得られた無線フィールド機器１ａの機器情報が上位管理装置４に出力される。そして、管理者が、上位管理装置４を操作して無線フィールド機器１ａの機器情報を無線ネットワーク管理装置３に登録する作業を行う。以上の作業が終了すると、無線フィールド機器１ａの機器情報が無線ネットワーク管理装置３に登録されているため、無線フィールド機器１ａは無線ネットワーク管理装置３によって無線ネットワークＮ２への参入が許可される。
【００３６】
以上の通り、本実施形態では、赤外線アダプタ２ｂについては、赤外光を射出する赤外線受発光部２１に加えて、赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ発光部２２を設けた構成にし、無線フィールド機器１ａ，１ｂについては、赤外線アダプタ２ｂから射出される赤外光を受光する赤外線受発光部１２の周囲の少なくとも一部にレーザ光の照射によって蛍光を発する指示部１３を設けた構成にしている。このため、作業者は、赤外線アダプタ２ｂから射出されるレーザ光が無線フィールド機器１ａ，１ｂの指示部１３に照射されることによって発せられる蛍光を目印にして、赤外線アダプタ２ｂの向きを定めることができる。これにより、作業者の作業性が向上してプロビジョニングに係る作業を短時間で完了させることができる。
【００３７】
〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態によるフィールド機器の正面図である。図４に示す無線フィールド機器１ｃが、図１，２に示す無線フィールド機器１ａ，１ｂと相違する点は、表示部１０の内部に設けられる指示部１３が指示部１４に変更された点である。図１，２に示す無線フィールド機器１ａ，１ｂの指示部１３には、レーザ光が照射されると蛍光を発する蛍光体が設けられていたが、図４に示す無線フィールド機器１ｃの指示部１４には、レーザ光を反射する反射部材が設けられている。また、図２に示す指示部１３は赤外線受発光部１２の周囲を覆うように赤外線受発光部１２の近傍に設けられていたが、図４に示す指示部１４は、表示装置１１及び赤外線受発光部１２を除く表示部１０の全体に設けられている。
【００３８】
作業者は、指示部１４で反射されるレーザ光を目印にすることで、第１実施形態と同様に作業効率を向上させることができる。ここで、指示部１４に設けられる反射部材としては、赤外線アダプタ２ｂからのレーザ光を赤外線アダプタ２ｂに向けて反射するコーナーキューブ等を用いることができる。このコーナーキューブは、例えば互いに９０°の角度をなす３つの反射面を有する単位部材が、表示装置１１及び赤外線受発光部１２を除く表示部１０の全体に敷き詰めらるように形成されたプラスチック素材のものである。
【００３９】
図５は、本発明の第２実施形態による赤外線通信装置の要部構成を示すブロック図である。本実施形態の赤外線通信装置としての赤外線アダプタ５は、外部構成が図１，図３に示す赤外線アダプタ２ｂと同様であり、接続ケーブル２ｃによって端末装置２ａに接続された状態で用いられる。但し、本実施形態の赤外線アダプタ５は、無線フィールド機器１ｃとの距離を測定し、この測定結果に基づいて赤外線通信を行うか否かを制御することが可能である。
【００４０】
図５に示す通り、赤外線アダプタ５は、スイッチ部３１、レーザ駆動部３２、レーザ受光部３３（レーザ光受光部）、距離演算部３４（算出部）、制御部３５、及び赤外線受発光部３６を備える。スイッチ部３１は、作業者による図３に示すスイッチ２４の操作に応じてレーザ駆動部３２を動作させる。レーザ駆動部３２は、図３に示すレーザ発光部２２を備えており、スイッチ部３１の指示に応じてレーザ発光部２２を駆動する。レーザ受光部３３は、無線フィールド機器１ｃから反射されるレーザ光を受光する。
【００４１】
距離演算部３４は、レーザ受光部３３の受光結果に基づいて、無線フィールド機器１ｃとの間の距離を求める。例えば、レーザ駆動部３２で図２に示すレーザ発光部２２が駆動されてレーザ光が射出されてから、無線フィールド機器１ｃの指示部１４で反射されたレーザ光がレーザ受光部３３で受光されるまでの時間から距離を求める。制御部３５は、距離演算部３４で求められた距離に応じて、赤外線受発光部３６を用いてフィールド機器１ｃとの間で赤外線通信を行うか否かを制御する。赤外線受発光部３６は、図３に示す赤外線受発光部２１に相当するブロックである。
【００４２】
上記構成において、第１実施形態と同様に、作業者が、例えばプロビジョニング装置２の端末装置２ａを左手に把持するとともに赤外線アダプタ５を右手に把持した状態で、赤外線アダプタ５を無線フィールド機器１ｃに向けて、赤外線アダプタ５に設けられたスイッチ２４を押下して赤外線アダプタ５からレーザ光を射出させる。赤外線アダプタ５からのレーザ光が、無線フィールド機器１ｃの指示部１４に照射されると、図６に示す通りレーザ光は赤外線アダプタ５に向けて反射される。これは、入射した光をその方向に反射するというコーナーキューブの性質によるものである。図６は、本発明の第２実施形態におけるレーザ光の光路を示す図である。
【００４３】
無線フィールド機器１ｃの指示部１４で反射されたレーザ光が赤外線アダプタ５のレーザ受光部３３で受光されると、無線フィールド機器１ｃとの距離が距離演算部３４で求められ、その距離を示す情報が制御部３５に出力される。制御部３５は、距離演算部３４からの情報に基づいて、無線フィールド機器１ｃとの間で赤外線通信が可能であるか否かを判断し、赤外線通信が可能であると判断した場合には、端末装置２ａからの制御信号に基づいて赤外線受発光部３６を制御して無線フィールド機器１ｃとの間の赤外線通信を実行させる。
【００４４】
以上の通り、本実施形態では、赤外線アダプタ５から射出されるレーザ光が無線フィールド機器１ｃの指示部１４に照射されることによって得られる反射光を目印にして、作業者が赤外線アダプタ５の向きを定めることができる。これにより、作業者の作業性が向上してプロビジョニングに係る作業を短時間で完了させることができる。また、本実施形態では、無線フィールド機器１ｃとの距離に応じて赤外線通信を行うか否かが制御されるため、作業者の利便性を向上させることができる。
【００４５】
〔第３実施形態〕
図７は、本発明の第３実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器が用いられる通信システムの要部構成を示す図である。図７に示す通り、本実施形態の通信システムＣＳ２は、プロビジョニング装置２に代えてプロビジョニング装置６（赤外線通信装置）が用いられる点において図１に示す通信システムＣＳ１と相違する。図１に示すプロビジョニング装置２は、赤外線アダプタ２ｂを接続ケーブル２ｃによって端末装置２ａに接続することにより赤外線通信が可能となるものであった。これに対し、図７に示すプロビジョニング装置６は、赤外線通信機能を備えるプロビジョニング専用の装置である。
【００４６】
具体的に、プロビジョニング装置６は、図３に示す赤外線アダプタ２ｂと同様に、平面視形状が略矩形形状である平板状の筐体を有する装置であり、作業者の右手又は左手に把持された状態で使用される。このプロビジョニング装置６は、その前面４０ａに赤外線受発光部４１（赤外光射出部、赤外光受光部）及びレーザ発光部４２（レーザ光射出部）が設けられており、その上面４０ｂに表示部４３及び操作部４４が設けられている。
【００４７】
以上のプロビジョニング装置６を用いた場合であっても、第１実施形態と同様の手順でプロビジョニングを行うことができる。つまり、作業者がプロビジョニング装置６の操作部４４を操作して、無線ネットワークＮ２に参入させようとする無線フィールド機器（例えば、無線フィールド機器１ａ）に登録すべき情報を入力し、操作部４４を操作して赤外線通信を開始させる指示を行うとともにレーザ光を射出させる。プロビジョニング装置６から射出されたレーザ光が無線フィールド機器１ａの指示部１３に照射されると指示部１３から蛍光が発せられるため、蛍光が発せられる方向にプロビジョニング装置６の向きを固定すれば、ほぼ確実に無線フィールド機器１ａとの間で赤外線通信が行われる。
【００４８】
以上の通り、本実施形態では、赤外光を射出する赤外線受発光部４１と赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ発光部４２とを備えるプロビジョニング装置６を用いている。このため、第１実施形態と同様に、フィールド機器１ａ，１ｂの指示部１３にレーザ光が照射されることによって発せられる蛍光を目印にしてプロビジョニング装置６の向きを定めることができ、これにより作業者の作業性が向上してプロビジョニングに係る作業を短時間で完了させることができる。尚、プロビジョニング装置６は、レーザ光を反射する指示部１４を有する無線フィールド機器１ｃ（図４参照）のプロビジョニングを行う場合にも用いることができる。
【００４９】
〔第４実施形態〕
図８は、本発明の第４実施形態による赤外線通信装置の一部を切り欠いた斜視図である。図８に示す通り、プロビジョニング装置７（赤外線通信装置）は、図７に示すプロビジョニング装置６と同様に、平面視形状が略矩形形状である平板状の筐体を有する装置であるが、図３に示す赤外線アダプタ２ｂが着脱可能に構成されており、赤外線アダプタ２ｂが装着された状態で赤外線通信が可能となる点において図７に示すプロビジョニング装置６とは相違する。
【００５０】
具体的に、プロビジョニング装置７は、その前面５０ａに赤外線アダプタ２ｂが介挿される開口部５１が形成されており、その上面５０ｂに表示部５２及び操作部５３が設けられている。プロビジョニング装置７の内部には、開口部５１に連通して赤外線アダプタ２ｂが収容される穴部５４が形成されている。この穴部５４には、赤外線アダプタ２ｂが装着された状態で、赤外線アダプタ２ｂの接続コネクタ２３と嵌合する接続コネクタ５５が設けられている。尚、接続コネクタ５５は、例えばオス型のＵＳＢコネクタである。
【００５１】
赤外線アダプタ２ｂがプロビジョニング装置７に介挿された状態では、嵌合状態にある接続コネクタ５５，２３を介してプロビジョニング装置７からの制御信号（赤外線通信を行わせる制御信号、或いは、レーザ光を射出させる制御信号）が赤外線アダプタ２ｂに入力される。尚、プロビジョニング装置７の上面５０ｂに設けられた表示部５２及び操作部５３は、図６に示すプロビジョニング装置６の上面４０ｂに設けられた表示部４３及び操作部４４とそれぞれ同様のものである。
【００５２】
以上のプロビジョニング装置７を用いても、図７に示すプロビジョニング６と同様の手順でプロビジョニングを行うことができる。このため、フィールド機器１ａ，１ｂの指示部１３にレーザ光が照射されることによって発せられる蛍光、或いは、図４に示すフィールド機器１ｃの指示部１４で反射されるレーザ光を目印にしてプロビジョニング装置７の向きを定めることができ、これにより作業者の作業性が向上してプロビジョニングに係る作業を短時間で完了させることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態による赤外線通信装置及び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、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信と赤外線通信とが可能な無線フィールド機器を例に挙げて説明したが、本発明は有線による通信と赤外線通信とが可能な無線フィールド機器にも適用することが可能である。
【００５４】
また、上記実施形態では、無線フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃ、赤外線アダプタ２ｂ，５、及びプロビジョニング装置６，７の全てが、赤外線の発光及び受光をすることができるものである例について説明した。しかしながら、赤外線アダプタ２ｂ，５、及びプロビジョニング装置６については赤外光の発光のみが可能であり、フィール機器１ａ，１ｂ，１ｃについては赤外線の受光のみが可能であるものであっても本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ，１ｂ，１ｃ 無線フィールド機器
２ｂ 赤外線アダプタ
５ 赤外線アダプタ
６，７ プロビジョニング装置
１２ 赤外線受発光部
１３，１４ 指示部
２１ 赤外線受発光部
２２ レーザ発光部
２３ 接続コネクタ
２４ スイッチ
３１ スイッチ部
３３ レーザ受光部
３４ 距離演算部
３５ 制御部
４１ 赤外線受発光部
４２ レーザ発光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線通信装置及びフィールド機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールド機器は、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の総称である。従来のフィールド機器は、プラント等に敷設された有線の通信バスを介して測定信号や制御信号等の各種信号の送受信を行うものが殆どであったが、近年では、ＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ等の産業用無線通信規格に準拠して無線により各種信号の送受信を行うフィールド機器（無線フィールド機器）が実現されている。
【０００３】
上記の産業用無線通信規格に準拠した無線通信システムは、おおよそ上記の無線フィールド機器、無線ネットワーク管理装置、及び上位管理装置から構成される。無線ネットワーク管理装置は、無線フィールド機器との間で無線通信を行いながら、無線ネットワークに接続された無線フィールド機器を統括して管理する装置である。上位管理装置は、無線通信システムの管理者によって操作され、管理者の指示に応じて無線フィールド機器との間で個別に通信を行って、無線フィールド機器に対する各種設定、調整、故障診断等を実現する装置である。
【０００４】
ここで、上記の無線フィールド機器を無線ネットワークに参入させるには、参入する側の無線フィールド機器に対して「プロビジョニング（Provisioning）」と呼ばれる機器情報の取得作業を行うとともに、参入される側の無線ネットワーク管理装置に対してプロビジョニングを行った無線フィールド機器を特定する機器情報の登録作業を行う必要がある。無線フィールド機器に対するプロビジョニングは、例えば無線フィールド機器との間で赤外線通信が可能な赤外線通信装置を用いて作業者により行われ、無線ネットワーク管理装置に対する登録作業は上位管理装置を用いて管理者により行われる。
【０００５】
無線ネットワーク管理装置に登録された機器情報と一致する機器情報が設定されている無線フィールド機器は無線ネットワーク管理装置によって無線ネットワークへの参入が許可され、それ以外の機器情報が設定された無線フィールド機器は無線ネットワーク管理装置によって無線ネットワークへの参入が拒否される。尚、フィールド機器のプロビジョニングについては、例えば以下の非特許文献１を参照されたい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】山本周二，他２名，「計装を革新するＩＳＡ１００．１１ａ準拠フィールド無線ソリューション」，横河技報，Ｖｏｌ．５３，Ｎｏ．２，２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したプロビジョニングを行う場合には、作業者が、赤外線通信装置に設けられた赤外光の受発光部を無線フィールド機器に設けられた赤外光の受発光部に向かい合わせ、赤外線通信が可能な距離まで赤外線通信装置を無線フィールド機器に近づける必要がある。しかしながら、無線フィールド機器は、プラント等に設置されるものであるため、作業者が作業しやすい場所に設置されるものもあれば、作業しづらい場所に設置されるものもあり、プロビジョニングが困難になる状況が生ずることもある。
【０００８】
例えば、無線フィールド機器が薄暗い場所に設置されている場合には、作業者が無線フィールド機器に設けられた受発光部の位置を特定することが困難になり、赤外線通信装置の向きを定めることができない状況が生じ得る。このような状況では、赤外線通信装置を上下左右に振って赤外線通信が可能となる方向を探る操作が作業者によって行われることが多い。しかしながら、かかる操作によって赤外線通信が開始されたとしても、直ちに赤外線通信装置の向きが変わることから赤外線通信が途切れる可能性が高く、赤外線通信に失敗した場合には上記の作業を繰り返す必要がある。このように、作業者が作業しづらい場所に無線フィールド機器が設置されている場合には、プロビジョニングに時間を要するという問題がある。
【０００９】
また、無線フィールド機器に設けられる受発光部が大きければ（例えば、数センチメートル四方程度以上であれば）、赤外線通信装置の向きが多少ずれても赤外線通信が失敗する確率は低いと考えられる。しかしながら、小型の無線フィールド機器は、受発光部が必然的に小さくなる（例えば、１センチメートル四方以下になる）ため、赤外線通信装置の向きが多少ずれただけでも赤外線通信が失敗する確率が高くなると考えられる。このように、小型の無線フィールド機器については、赤外線通信装置の向きを定めるのが困難になる状況が生じ安くなるため、プロビジョニングに要する時間が長くなる傾向があるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、作業者の作業性を向上させて赤外線通信に係る作業を短時間で完了させることができる赤外線通信装置及び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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の赤外線通信装置は、外部の機器と赤外線通信を行う赤外線通信装置（２ｂ、５、６、７）において、前記外部の機器に向けた赤外光を射出する赤外光射出部（２１、４１）と、前記赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ光射出部（２２、４２）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、赤外光射出部から外部の機器に向けた赤外光が射出されるとともに、レーザ光射出部から赤外光が射出される方向にレーザ光が射出される。
また、本発明の赤外線通信装置は、前記レーザ光射出部からレーザ光を射出させるか否かを切り替えるスイッチ部（２４、３１）を備えることを特徴としている。
また、本発明の赤外線通信装置は、前記赤外光射出部から赤外光を射出させるか否かを制御する制御信号が入力されるインターフェイス部（２３）を備えることを特徴としている。
また、本発明の赤外線通信装置は、前記レーザ光射出部から射出されたレーザ光の反射光を受光するレーザ光受光部（３３）と、前記レーザ光受光部で受光された反射光に基づいて、前記外部の機器との距離を算出する算出部（３４）と、前記算出部で算出された距離に応じて、前記赤外光射出部から赤外光を射出させるか否かを制御する制御部（３５）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の赤外線通信装置は、前記外部の機器からの赤外光を受光する赤外光受光部（２１、４１）を備えることを特徴としている。
本発明のフィールド機器は、赤外線通信が可能なフィールド機器（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、上記の何れかに記載の赤外線通信装置から射出される赤外光を受光する受光部（１２）と、記受光部の周囲の少なくとも一部に設けられ、前記赤外線通信装置から射出されるレーザ光の照射により蛍光を発し、或いは、前記赤外線通信装置から射出されるレーザ光を前記赤外線通信装置に向けて反射する指示部（１３、１４）とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、赤外線通信装置が外部の機器に向けた赤外光を射出するとともに、赤外光の射出方向にレーザ光を射出する構成であり、フィールド機器が赤外線通信装置との間で赤外線通信を行うとともに、赤外線通信装置から射出されるレーザ光により蛍光を発し、或いはレーザ光を反射する構成である。このため、作業者は、赤外線通信装置から射出されるレーザ光が照射されることによって発せられる蛍光又は反射光を目印にして赤外線通信装置の向きを定めることができ、赤外線通信に係る作業を短時間で完了させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器が用いられる通信システムの要部構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるフィールド機器の表示部を示す正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による赤外線通信装置の外観を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態によるフィールド機器の正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による赤外線通信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態におけるレーザ光の光路を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器が用いられる通信システムの要部構成を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態による赤外線通信装置の一部を切り欠いた斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器について詳細に説明する。
【００１５】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器が用いられる通信システムの要部構成を示す図である。図１に示す通り、本実施形態の通信システムＣＳ１は、無線フィールド機器１ａ，１ｂ（フィールド機器）、プロビジョニング装置２、無線ネットワーク管理装置３、及び上位管理装置４から構成され、無線フィールド機器１ａ，１ｂと無線ネットワーク管理装置３との間、或いは、無線ネットワーク管理装置３を介して無線フィールド機器１ａ，１ｂと上位管理装置４との間で通信が行われる。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。
【００１６】
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。これら無線フィールド機器１ａ，１ｂの動作は、無線ネットワーク管理装置３或いは上位管理装置４から送信されてくる制御データに基づいて制御され、無線フィールド機器１ａ，１ｂで得られた測定データは、無線ネットワーク管理装置３或いは上位管理装置４に収集される。
【００１７】
また、無線フィールド機器１ａ，１ｂは、赤外線通信機能を有しており、外部の赤外線通信機器との間で各種情報の送受信が可能である。具体的に、無線フィールド機器１ａ，１ｂは、プロビジョニング装置２との間で赤外線通信を行って、各種の設定情報（例えば、無線ネットワーク管理装置３によって形成される無線ネットワークＮ２に参入するために必要な情報）を取得するとともに、予め設定された機器情報を送信する。
【００１８】
図２は、本発明の第１実施形態によるフィールド機器の表示部を示す正面図である。図２に示す通り、無線フィールド機器１ａ，１ｂの表示部１０は、正面視の形状が円形形状の部位であって、その内部に表示装置１１、赤外線受発光部１２（受光部）、及び指示部１３が設けられている。表示装置１１は、例えば液晶表示装置であり、フィールド機器１ａ，１ｂで測定された温度等の測定結果、プロビジョニングを行う作業者に対する各種メッセージ、機器の状態を示す情報等を表示する。
【００１９】
赤外線受発光部１２は、プロビジョニング装置２から射出される赤外光を受光するとともに、プロビジョニング装置２に向けた赤外光を発する。この赤外線受発光部１２で赤外光の受発光が行われることにより、フィールド機器１ａ，１ｂとプロビジョニング装置２との間の赤外線通信が実現される。指示部１３は、プロビジョニングを行う作業者に対して赤外線受発光部１２の位置を指示するために赤外線受発光部１２の周囲に設けられた部位である。この指示部１３には、プロビジョニング装置２から射出されるレーザ光が照射されると蛍光を発する蛍光体が設けられており、この蛍光体から発せられる蛍光によって赤外線受発光部１２の位置が指示される。
【００２０】
尚、この指示部１３は、赤外線受発光部１２の周囲の少なくとも一部に設けられていれば良い。つまり、図２に示す通り赤外線受発光部１２の周囲を覆うように赤外線受発光部１２の近傍に設けられていても良く、赤外線受発光部１２の上部近傍、下部近傍、左部近傍、右部近傍のうちの１つ又は複数の部位に設けられていても良い。或いは、表示装置１１及び赤外線受発光部１２を除く表示部１０全体に設けられていても良い。
【００２１】
プロビジョニング装置２は、無線フィールド機器１ａ，１ｂとの間で赤外線通信が可能であり、無線フィールド機器１ａ，１ｂの設置やメンテナンスを行う作業者によって操作され、無線フィールド機器１ａ，１ｂに対する各種情報の設定や変更を行う。具体的に、プロビジョニング装置２は、無線フィールド機器１ａ，１ｂとの間で赤外線通信を行って前述した各種の設定情報（無線ネットワークＮ２に参入するために必要な情報等）を出力するとともに、無線フィールド機器１ａ，１ｂに予め設定された機器情報を取得する。
【００２２】
このプロビジョニング装置２は、端末装置２ａ、赤外線アダプタ２ｂ（赤外線通信装置）、及び接続ケーブル２ｃからなる。端末装置２ａは、ノート型のパーソナルコンピュータ等の携帯性を有する端末装置である。この端末装置２ａには、無線フィールド機器１ａ，１ｂに対するプロビジョニングを行うためのソフトウェア及び赤外線アダプタ２ｂを駆動するソフトウェア（ドライバ）がインストールされている。
【００２３】
赤外線アダプタ２ｂは、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等の接続ケーブル２ｃによって端末装置２ａに接続され、端末装置２ａの制御の下でフィールド機器１ａ，１ｂに向けた赤外光を発するとともに、フィールド機器１ａ，１ｂから射出される赤外光を受光する。この赤外線アダプタ２ｂで赤外光の受発光が行われることにより、フィールド機器１ａ，１ｂとプロビジョニング装置２との間の赤外線通信が実現される。
【００２４】
また、赤外線アダプタ２ｂは、作業者の操作に応じて赤外光が射出される方向にレーザ光を射出する。赤外線アダプタ２ｂから射出されるレーザ光は、可視レーザ光（例えば、波長が６３５〜６９０ｎｍ程度の赤色レーザ光、或いは、波長が５３０ｎｍ程度の緑色レーザ光）である。このように、赤外線アダプタ２ｂからレーザ光を射出させるのは、作業者が赤外線アダプタ２ｂの向きを無線フィールド機器１ａ，１ｂに設けられた赤外線受発光部１２（図２参照）の方向に容易に合わせられるようにするためである。
【００２５】
図３は、本発明の第１実施形態による赤外線通信装置の外観を示す図であって、（ａ）は接続ケーブルが接続された状態の平面図であり、（ｂ）は前方斜視図であり、（ｃ）は後方斜視図である。図３に示す通り、赤外線アダプタ２ｂは、平面視形状が略矩形形状である平板状の筐体を有する部材であり、作業者の右手又は左手に把持された状態で使用される。この赤外線アダプタ２ｂは、その前面２０ａに赤外線受発光部２１（赤外光射出部、赤外光受光部）及びレーザ発光部２２（レーザ光射出部）が設けられており、その背面２０ｂに接続コネクタ２３（インターフェイス部）が設けられており、その上面２０ｃにスイッチ２４（スイッチ部）が設けられている。
【００２６】
赤外線受発光部２１は、無線フィールド機器１ａ，１ｂに向けた赤外光を発するとともに、無線フィールド機器１ａ，１ｂから射出される赤外光を受光する。レーザ発光部２２は、赤外線受発光部２１から赤外光が射出される方向に、上述した波長を有するレーザ光を射出する。接続コネクタ２３は、例えばメス型のＵＳＢコネクタであり、接続ケーブル２ｃの一端が接続されて端末装置２ａからの制御信号（赤外線受発光部２１から赤外光を射出させるか否かを制御する制御信号）が入力される。この接続コネクタ２３が設けられていることにより、接続ケーブル２ｃが赤外線アダプタ２ｂに対して着脱自在である。
【００２７】
スイッチ２４は、作業者によって操作され、その操作に応じてレーザ発光部２２からレーザ光を射出するか否かを切り替える。具体的に、作業者によってスイッチ２４が押下された場合に、レーザ発光部２２からレーザ光が射出される。尚、赤外線受発光部２１から赤外線を射出させ、或いは、レーザ発光部２２からレーザ光を発光させるために必要となる電源は、接続ケーブル２ｃを介して端末装置２ａから供給される。また、端末装置２ａから出力される制御信号によってレーザ光の射出を制御可能に構成しても良い。
【００２８】
無線ネットワーク管理装置３は、上位管理装置４が接続される有線ネットワークＮ１と、無線フィールド機器１ａ，１ｂが接続される無線ネットワークＮ２とを接続し、無線フィールド機器１ａ，１ｂと上位管理装置４との間で送受信される各種データの中継を行うとともに、上位管理装置４の管理の下で無線フィールド機器１ａ，１ｂを制御する。尚、無線ネットワーク管理装置３も上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。
【００２９】
具体的に、無線ネットワーク管理装置３は、上位管理装置４の管理の下で、無線ネットワークＮ２に参入している無線フィールド機器１ａ，１ｂの制御（例えば、弁の開閉等の制御）、及び無線ネットワークＮ２に参入している無線フィールド機器１ａ，１ｂで測定される測定データの収集等を行う。また、無線ネットワーク管理装置３には、無線ネットワークＮ２への参入が許可される無線フィールド機器を示す機器情報が登録されており、この機器情報を用いて新たな無線フィールド機器を無線ネットワークＮ２に参入させるか否かの参入処理等も行う。
【００３０】
上位管理装置４は、有線ネットワークＮ１に接続されており、通信システムＣＳ１の管理者によって操作される装置であり、例えばデスクトップ型又はノート型のパーソナルコンピュータ等で実現される。この上位管理装置４は、無線ネットワーク管理装置３との間で各種情報の授受を行い、或いは無線ネットワーク管理装置３を介して無線フィールド機器１ａ，１ｂに各種制御データを送信して、無線ネットワーク管理装置３及び無線フィールド機器１ａ，１ｂの管理を行う。
【００３１】
次に、上記構成における通信システムＣＳ１の無線ネットワークＮ２に、図１中の無線フィールド機器１ａを新たに参入させる場合の動作について説明する。無線ネットワークＮ２に対し、新たに無線フィールド機器１ａを参入させる場合には、まず作業者が無線フィールド機器１ａに登録すべき情報をプロビジョニング装置２の端末装置２ａに入力する。具体的には、無線ネットワークのＩＤ、ジョインキー、無線ネットワーク管理装置３のアドレス情報等を入力する。
【００３２】
以上の入力作業が終了すると、作業者は、例えばプロビジョニング装置２の端末装置２ａを左手に把持するとともに赤外線アダプタ２ｂを右手に把持し、赤外線アダプタ２ｂを把持している右手の空いている指で端末装置２ａに対する赤外線通信開始指示を行う。この指示を行うと、作業者は、無線フィールド機器１ａとの間の赤外線通信を実現するために、赤外線アダプタ２ｂの前面２０ａを無線フィールド機器１ａに向けるとともに、赤外線アダプタ２ｂに設けられたスイッチ２４を押下して赤外線アダプタ２ｂからレーザ光を射出させる。
【００３３】
ここで、例えば無線フィールド機器１ａが薄暗い場所に設置されているとすると、作業者は、赤外線アダプタ２ｂの前面２０ａを正確に無線フィールド機器１ａの赤外線受発光部１２に向けることができない。このため、作業者は、赤外線アダプタ２ｂを上下左右に振って赤外線通信が可能となる方向を探る操作を行う。かかる操作を行っている最中に、レーザ光が無線フィールド機器１ａの表示部１０に設けられた指示部１３に照射されると指示部１３から蛍光が発せられる。この蛍光によって、作業者は無線フィールド機器１ａの赤外線受発光部１２の位置を知ることができるため、蛍光が発せられる方向に赤外線アダプタ２ｂの向きを固定する。
【００３４】
前述した通り、赤外線アダプタ２ｂからは、赤外光が射出される方向にレーザ光が射出されるため、蛍光が発せられる方向に赤外線アダプタ２ｂの向きを固定すると、赤外線アダプタ２ｂの赤外線受発光部２１は、必然的に無線フィールド機器１ａの赤外線受発光部１２の方向に向くことになって赤外線通信が可能となる。これにより、端末装置２ａに入力された情報が赤外線アダプタ２ｂを介して無線フィールド機器１ａに送信されるとともに、無線フィールド機器１ａの機器情報が赤外線アダプタ２ｂを介して端末装置２ａに送信されてプロビジョニングが完了する。
【００３５】
プロビジョニングが完了すると、端末装置２ａで得られた無線フィールド機器１ａの機器情報が上位管理装置４に出力される。そして、管理者が、上位管理装置４を操作して無線フィールド機器１ａの機器情報を無線ネットワーク管理装置３に登録する作業を行う。以上の作業が終了すると、無線フィールド機器１ａの機器情報が無線ネットワーク管理装置３に登録されているため、無線フィールド機器１ａは無線ネットワーク管理装置３によって無線ネットワークＮ２への参入が許可される。
【００３６】
以上の通り、本実施形態では、赤外線アダプタ２ｂについては、赤外光を射出する赤外線受発光部２１に加えて、赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ発光部２２を設けた構成にし、無線フィールド機器１ａ，１ｂについては、赤外線アダプタ２ｂから射出される赤外光を受光する赤外線受発光部１２の周囲の少なくとも一部にレーザ光の照射によって蛍光を発する指示部１３を設けた構成にしている。このため、作業者は、赤外線アダプタ２ｂから射出されるレーザ光が無線フィールド機器１ａ，１ｂの指示部１３に照射されることによって発せられる蛍光を目印にして、赤外線アダプタ２ｂの向きを定めることができる。これにより、作業者の作業性が向上してプロビジョニングに係る作業を短時間で完了させることができる。
【００３７】
〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態によるフィールド機器の正面図である。図４に示す無線フィールド機器１ｃが、図１，２に示す無線フィールド機器１ａ，１ｂと相違する点は、表示部１０の内部に設けられる指示部１３が指示部１４に変更された点である。図１，２に示す無線フィールド機器１ａ，１ｂの指示部１３には、レーザ光が照射されると蛍光を発する蛍光体が設けられていたが、図４に示す無線フィールド機器１ｃの指示部１４には、レーザ光を反射する反射部材が設けられている。また、図２に示す指示部１３は赤外線受発光部１２の周囲を覆うように赤外線受発光部１２の近傍に設けられていたが、図４に示す指示部１４は、表示装置１１及び赤外線受発光部１２を除く表示部１０の全体に設けられている。
【００３８】
作業者は、指示部１４で反射されるレーザ光を目印にすることで、第１実施形態と同様に作業効率を向上させることができる。ここで、指示部１４に設けられる反射部材としては、赤外線アダプタ２ｂからのレーザ光を赤外線アダプタ２ｂに向けて反射するコーナーキューブ等を用いることができる。このコーナーキューブは、例えば互いに９０°の角度をなす３つの反射面を有する単位部材が、表示装置１１及び赤外線受発光部１２を除く表示部１０の全体に敷き詰めらるように形成されたプラスチック素材のものである。
【００３９】
図５は、本発明の第２実施形態による赤外線通信装置の要部構成を示すブロック図である。本実施形態の赤外線通信装置としての赤外線アダプタ５は、外部構成が図１，図３に示す赤外線アダプタ２ｂと同様であり、接続ケーブル２ｃによって端末装置２ａに接続された状態で用いられる。但し、本実施形態の赤外線アダプタ５は、無線フィールド機器１ｃとの距離を測定し、この測定結果に基づいて赤外線通信を行うか否かを制御することが可能である。
【００４０】
図５に示す通り、赤外線アダプタ５は、スイッチ部３１、レーザ駆動部３２、レーザ受光部３３（レーザ光受光部）、距離演算部３４（算出部）、制御部３５、及び赤外線受発光部３６を備える。スイッチ部３１は、作業者による図３に示すスイッチ２４の操作に応じてレーザ駆動部３２を動作させる。レーザ駆動部３２は、図３に示すレーザ発光部２２を備えており、スイッチ部３１の指示に応じてレーザ発光部２２を駆動する。レーザ受光部３３は、無線フィールド機器１ｃから反射されるレーザ光を受光する。
【００４１】
距離演算部３４は、レーザ受光部３３の受光結果に基づいて、無線フィールド機器１ｃとの間の距離を求める。例えば、レーザ駆動部３２で図２に示すレーザ発光部２２が駆動されてレーザ光が射出されてから、無線フィールド機器１ｃの指示部１４で反射されたレーザ光がレーザ受光部３３で受光されるまでの時間から距離を求める。制御部３５は、距離演算部３４で求められた距離に応じて、赤外線受発光部３６を用いてフィールド機器１ｃとの間で赤外線通信を行うか否かを制御する。赤外線受発光部３６は、図３に示す赤外線受発光部２１に相当するブロックである。
【００４２】
上記構成において、第１実施形態と同様に、作業者が、例えばプロビジョニング装置２の端末装置２ａを左手に把持するとともに赤外線アダプタ５を右手に把持した状態で、赤外線アダプタ５を無線フィールド機器１ｃに向けて、赤外線アダプタ５に設けられたスイッチ２４を押下して赤外線アダプタ５からレーザ光を射出させる。赤外線アダプタ５からのレーザ光が、無線フィールド機器１ｃの指示部１４に照射されると、図６に示す通りレーザ光は赤外線アダプタ５に向けて反射される。これは、入射した光をその方向に反射するというコーナーキューブの性質によるものである。図６は、本発明の第２実施形態におけるレーザ光の光路を示す図である。
【００４３】
無線フィールド機器１ｃの指示部１４で反射されたレーザ光が赤外線アダプタ５のレーザ受光部３３で受光されると、無線フィールド機器１ｃとの距離が距離演算部３４で求められ、その距離を示す情報が制御部３５に出力される。制御部３５は、距離演算部３４からの情報に基づいて、無線フィールド機器１ｃとの間で赤外線通信が可能であるか否かを判断し、赤外線通信が可能であると判断した場合には、端末装置２ａからの制御信号に基づいて赤外線受発光部３６を制御して無線フィールド機器１ｃとの間の赤外線通信を実行させる。
【００４４】
以上の通り、本実施形態では、赤外線アダプタ５から射出されるレーザ光が無線フィールド機器１ｃの指示部１４に照射されることによって得られる反射光を目印にして、作業者が赤外線アダプタ５の向きを定めることができる。これにより、作業者の作業性が向上してプロビジョニングに係る作業を短時間で完了させることができる。また、本実施形態では、無線フィールド機器１ｃとの距離に応じて赤外線通信を行うか否かが制御されるため、作業者の利便性を向上させることができる。
【００４５】
〔第３実施形態〕
図７は、本発明の第３実施形態による赤外線通信装置及びフィールド機器が用いられる通信システムの要部構成を示す図である。図７に示す通り、本実施形態の通信システムＣＳ２は、プロビジョニング装置２に代えてプロビジョニング装置６（赤外線通信装置）が用いられる点において図１に示す通信システムＣＳ１と相違する。図１に示すプロビジョニング装置２は、赤外線アダプタ２ｂを接続ケーブル２ｃによって端末装置２ａに接続することにより赤外線通信が可能となるものであった。これに対し、図７に示すプロビジョニング装置６は、赤外線通信機能を備えるプロビジョニング専用の装置である。
【００４６】
具体的に、プロビジョニング装置６は、図３に示す赤外線アダプタ２ｂと同様に、平面視形状が略矩形形状である平板状の筐体を有する装置であり、作業者の右手又は左手に把持された状態で使用される。このプロビジョニング装置６は、その前面４０ａに赤外線受発光部４１（赤外光射出部、赤外光受光部）及びレーザ発光部４２（レーザ光射出部）が設けられており、その上面４０ｂに表示部４３及び操作部４４が設けられている。
【００４７】
以上のプロビジョニング装置６を用いた場合であっても、第１実施形態と同様の手順でプロビジョニングを行うことができる。つまり、作業者がプロビジョニング装置６の操作部４４を操作して、無線ネットワークＮ２に参入させようとする無線フィールド機器（例えば、無線フィールド機器１ａ）に登録すべき情報を入力し、操作部４４を操作して赤外線通信を開始させる指示を行うとともにレーザ光を射出させる。プロビジョニング装置６から射出されたレーザ光が無線フィールド機器１ａの指示部１３に照射されると指示部１３から蛍光が発せられるため、蛍光が発せられる方向にプロビジョニング装置６の向きを固定すれば、ほぼ確実に無線フィールド機器１ａとの間で赤外線通信が行われる。
【００４８】
以上の通り、本実施形態では、赤外光を射出する赤外線受発光部４１と赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ発光部４２とを備えるプロビジョニング装置６を用いている。このため、第１実施形態と同様に、フィールド機器１ａ，１ｂの指示部１３にレーザ光が照射されることによって発せられる蛍光を目印にしてプロビジョニング装置６の向きを定めることができ、これにより作業者の作業性が向上してプロビジョニングに係る作業を短時間で完了させることができる。尚、プロビジョニング装置６は、レーザ光を反射する指示部１４を有する無線フィールド機器１ｃ（図４参照）のプロビジョニングを行う場合にも用いることができる。
【００４９】
〔第４実施形態〕
図８は、本発明の第４実施形態による赤外線通信装置の一部を切り欠いた斜視図である。図８に示す通り、プロビジョニング装置７（赤外線通信装置）は、図７に示すプロビジョニング装置６と同様に、平面視形状が略矩形形状である平板状の筐体を有する装置であるが、図３に示す赤外線アダプタ２ｂが着脱可能に構成されており、赤外線アダプタ２ｂが装着された状態で赤外線通信が可能となる点において図７に示すプロビジョニング装置６とは相違する。
【００５０】
具体的に、プロビジョニング装置７は、その前面５０ａに赤外線アダプタ２ｂが介挿される開口部５１が形成されており、その上面５０ｂに表示部５２及び操作部５３が設けられている。プロビジョニング装置７の内部には、開口部５１に連通して赤外線アダプタ２ｂが収容される穴部５４が形成されている。この穴部５４には、赤外線アダプタ２ｂが装着された状態で、赤外線アダプタ２ｂの接続コネクタ２３と嵌合する接続コネクタ５５が設けられている。尚、接続コネクタ５５は、例えばオス型のＵＳＢコネクタである。
【００５１】
赤外線アダプタ２ｂがプロビジョニング装置７に介挿された状態では、嵌合状態にある接続コネクタ５５，２３を介してプロビジョニング装置７からの制御信号（赤外線通信を行わせる制御信号、或いは、レーザ光を射出させる制御信号）が赤外線アダプタ２ｂに入力される。尚、プロビジョニング装置７の上面５０ｂに設けられた表示部５２及び操作部５３は、図６に示すプロビジョニング装置６の上面４０ｂに設けられた表示部４３及び操作部４４とそれぞれ同様のものである。
【００５２】
以上のプロビジョニング装置７を用いても、図７に示すプロビジョニング６と同様の手順でプロビジョニングを行うことができる。このため、フィールド機器１ａ，１ｂの指示部１３にレーザ光が照射されることによって発せられる蛍光、或いは、図４に示すフィールド機器１ｃの指示部１４で反射されるレーザ光を目印にしてプロビジョニング装置７の向きを定めることができ、これにより作業者の作業性が向上してプロビジョニングに係る作業を短時間で完了させることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態による赤外線通信装置及び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、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信と赤外線通信とが可能な無線フィールド機器を例に挙げて説明したが、本発明は有線による通信と赤外線通信とが可能な無線フィールド機器にも適用することが可能である。
【００５４】
また、上記実施形態では、無線フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃ、赤外線アダプタ２ｂ，５、及びプロビジョニング装置６，７の全てが、赤外線の発光及び受光をすることができるものである例について説明した。しかしながら、赤外線アダプタ２ｂ，５、及びプロビジョニング装置６については赤外光の発光のみが可能であり、フィール機器１ａ，１ｂ，１ｃについては赤外線の受光のみが可能であるものであっても本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ，１ｂ，１ｃ 無線フィールド機器
２ｂ 赤外線アダプタ
５ 赤外線アダプタ
６，７ プロビジョニング装置
１２ 赤外線受発光部
１３，１４ 指示部
２１ 赤外線受発光部
２２ レーザ発光部
２３ 接続コネクタ
２４ スイッチ
３１ スイッチ部
３３ レーザ受光部
３４ 距離演算部
３５ 制御部
４１ 赤外線受発光部
４２ レーザ発光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の機器と赤外線通信を行う赤外線通信装置において、
前記外部の機器に向けた赤外光を射出する赤外光射出部と、
前記赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ光射出部と
を備えることを特徴とする赤外線通信装置。
【請求項２】
前記レーザ光射出部からレーザ光を射出させるか否かを切り替えるスイッチ部を備えることを特徴とする請求項１記載の赤外線通信装置。
【請求項３】
前記赤外光射出部から赤外光を射出させるか否かを制御する制御信号が入力されるインターフェイス部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の赤外線通信装置。
【請求項４】
前記レーザ光射出部から射出されたレーザ光の反射光を受光するレーザ光受光部と、
前記レーザ光受光部で受光された反射光に基づいて、前記外部の機器との距離を算出する算出部と、
前記算出部で算出された距離に応じて、前記赤外光射出部から赤外光を射出させるか否かを制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の赤外線通信装置。
【請求項５】
前記外部の機器からの赤外光を受光する赤外光受光部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の赤外線通信装置。
【請求項６】
赤外線通信が可能なフィールド機器において、
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の赤外線通信装置から射出される赤外光を受光する受光部と、
前記受光部の周囲の少なくとも一部に設けられ、前記赤外線通信装置から射出されるレーザ光の照射により蛍光を発し、或いは、前記赤外線通信装置から射出されるレーザ光を前記赤外線通信装置に向けて反射する指示部と
を備えることを特徴とするフィールド機器。
【請求項１】
外部の機器と赤外線通信を行う赤外線通信装置において、
前記外部の機器に向けた赤外光を射出する赤外光射出部と、
前記赤外光が射出される方向にレーザ光を射出するレーザ光射出部と
を備えることを特徴とする赤外線通信装置。
【請求項２】
前記レーザ光射出部からレーザ光を射出させるか否かを切り替えるスイッチ部を備えることを特徴とする請求項１記載の赤外線通信装置。
【請求項３】
前記赤外光射出部から赤外光を射出させるか否かを制御する制御信号が入力されるインターフェイス部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の赤外線通信装置。
【請求項４】
前記レーザ光射出部から射出されたレーザ光の反射光を受光するレーザ光受光部と、
前記レーザ光受光部で受光された反射光に基づいて、前記外部の機器との距離を算出する算出部と、
前記算出部で算出された距離に応じて、前記赤外光射出部から赤外光を射出させるか否かを制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の赤外線通信装置。
【請求項５】
前記外部の機器からの赤外光を受光する赤外光受光部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の赤外線通信装置。
【請求項６】
赤外線通信が可能なフィールド機器において、
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の赤外線通信装置から射出される赤外光を受光する受光部と、
前記受光部の周囲の少なくとも一部に設けられ、前記赤外線通信装置から射出されるレーザ光の照射により蛍光を発し、或いは、前記赤外線通信装置から射出されるレーザ光を前記赤外線通信装置に向けて反射する指示部と
を備えることを特徴とするフィールド機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１４２８４２（Ｐ２０１２−１４２８４２Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５６４（Ｐ２０１１−５６４）
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【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２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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