JP7246271B2 - ゲートウェイ装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ゲートウェイ装置及びプログラムに関する。

異なるネットワーク間の通信において、双方のプロトコル間の通信速度が大きく異なる場合、高速側のプロトコルが要求する応答速度に低速側が間に合わず、この際の遅延の許容を高速側のネットワークに接続される機器に要求せざるを得ないという問題がある。

これに対し、例えば、特許文献１には、ルータ機器が宛先機器に代わって代理応答を行うことが記載されている。

特許第３８２３５８５号公報

ルーティング機能を持たないゲートウェイ装置が代理応答を行うためには、ネットワークに接続される機器に関する機器情報を適宜更新可能な態様で常時保持することが必要である。

しかしながら、従来のゲートウェイ装置においては、プロトコルが更新される際、プログラム全体を書き換える必要があるため、保持している機器情報も消去されてしまい、再起動後、直ちに代理応答が行えず、しばらくの間、通信が遮断されてしまうという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、プロトコル間の通信速度が異なる場合の不都合を解消すると共に、プロトコル更新時の通信遮断を極力回避することが可能なゲートウェイ装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るゲートウェイ装置は、
ＣＰＵと、記憶装置と、通信インタフェースと、を備え、第１ネットワークと第２ネットワークとに接続されるゲートウェイ装置であって、
前記ＣＰＵが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで提供される機能であって、前記第１ネットワークに接続される第１機器から前記第２ネットワークに接続される第２機器に対して送信された要求コマンドを受信し、前記記憶装置に記憶された前記第１機器及び前記第２機器のそれぞれに関する機器情報が格納されるオブジェクトテーブルを参照して、前記要求コマンドの内容に応じた応答コマンドを生成し、生成した応答コマンドを前記第１機器に送信する代理応答手段を備え、
前記プログラムには、前記オブジェクトテーブルの管理に関する処理を実行するための管理モジュールと、受信したコマンドに応じた処理を実行するためのコマンド処理モジュールと、前記第１機器との間で送受信されるコマンドの内容と前記第２機器との間で送受信されるコマンドの内容とが定義された指令ライブラリと、前記第１機器及び前記第２機器のそれぞれのクラスが定義されたオブジェクトライブラリと、が含まれ、
前記指令ライブラリと、前記オブジェクトライブラリとの内の少なくとも１つの更新によって、適用対象のプロトコルが更新され得る。

本発明によれば、プロトコル間の通信速度が異なる場合の不都合を解消すると共に、プロトコル更新時の通信遮断を極力回避することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムの全体構成を示す図 本実施の形態のゲートウェイ装置のハードウェア構成を示すブロック図 本実施の形態のゲートウェイ装置が備える二次記憶装置について説明するための図 本実施の形態のプログラムの構成を示す図 本実施の形態のゲートウェイ装置の機能構成を示すブロック図 本実施の形態のゲートウェイ装置が実行する処理の手順を示すフローチャート 本実施の形態のゲートウェイ装置における各機能部間の処理の流れを示すシーケンス図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るゲートウェイ装置１を備えたネットワークシステムの全体構成を示す図である。このネットワークシステムでは、ネットワークＮ１に１又は複数の第１機器２とゲートウェイ装置１とが接続され、ネットワークＮ２にゲートウェイ装置１と１又は複数の第２機器とが接続される。このネットワークシステムは、例えば、監視端末等の第１機器２により、ビル内に設置される空調機、照明器等の設備機器である第２機器を監視するシステムに適用される。ネットワークＮ１は、本発明に係る第１ネットワークの一例であり、ネットワークＮ２は、本発明に係る第２ネットワークの一例である。

ゲートウェイ装置１は、ネットワークＮ１を介して受信した第１機器２からのデータをネットワークＮ２を介して第２機器３に転送し、ネットワークＮ２を介して受信した第２機器３からのデータをネットワークＮ１を介して第１機器２に転送する、一般的なゲートウェイ装置が備える転送機能と、後述する代理応答機能とを有する装置である。

図２に示すように、ゲートウェイ装置１は、通信インタフェース１０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、二次記憶装置１４とを備える。これらの構成部は、バス１５を介して相互に接続される。

通信インタフェース１０は、本発明に係るゲートウェイ装置が備える通信インタフェースの一例である。通信インタフェース１０は、ネットワークＮ１に接続して、各第１機器２とネットワークＮ１を介して通信するためのネットワークカード等の装置と、ネットワークＮ２に接続して、各第２機器３とネットワークＮ２を介して通信するためのネットワークカード等の装置とを含んで構成される。

ＣＰＵ１１は、本発明に係るゲートウェイ装置が備えるＣＰＵの一例であり、ゲートウェイ装置１を統括的に制御する。ＲＯＭ１２は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１の作業領域として使用される。

二次記憶装置１４は、本発明に係るゲートウェイ装置が備える記憶装置の一例である。二次記憶装置１４は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成される記憶装置である。二次記憶装置１４は、図３に示すように、プログラム１４０と、オブジェクトテーブル１４１とを記憶する。

プログラム１４０は、本発明に係るプログラムの一例であり、上述した転送機能と代理応答機能とに係る処理が記述されたプログラムである。詳細には、プログラム１４０には、図４に示すように、管理モジュール１４００と、コマンド処理モジュール１４０１と、指令ライブラリ１４０２と、オブジェクトライブラリ１４０３と、第１ドライバ１４０４と、第２ドライバ１４０５とが含まれる。

管理モジュール１４００は、本発明に係る管理モジュールの一例であり、オブジェクトテーブル１４１の管理に関する処理を実行するためのモジュールである。オブジェクトテーブル１４１は、本発明に係るオブジェクトテーブルの一例であり、ネットワークＮ１に接続される各第１機器２の機器情報と、ネットワークＮ２に接続される各第２機器３の機器情報とが格納されるデータテーブルである。例えば、第２機器３の機器情報には、運転状態、センサの計測値（例えば室温）等の動的に変化するデータが含まれる。

コマンド処理モジュール１４０１は、本発明に係るコマンド処理モジュールの一例であり、受信したコマンドに応じた処理を実行するためのモジュールである。

指令ライブラリ１４０２は、本発明に係る指令ライブラリの一例であり、各第１機器２との間で送受信されるコマンドの内容と、各第２機器３との間で送受信されるコマンドの内容と、プロトコル変換式等とが定義されたライブラリである。コマンドの内容には、例えば、アドレス、シーケンス番号、コマンド種別、プロパティ等が含まれる。

オブジェクトライブラリ１４０３は、本発明に係るオブジェクトライブラリの一例であり、各第１機器２のクラスと各第２機器３のクラスとが定義されたライブラリである。

第１ドライバ１４０４は、ネットワークＮ１を介したデータ送受信に関する処理を実行するためのモジュールである。第２ドライバ１４０５は、ネットワークＮ２を介したデータ送受信に関する処理を実行するためのモジュールである。

本実施の形態において、管理モジュール１４００とコマンド処理モジュール１４０１とは、ネットワークＮ１及びＮ２のそれぞれのプロトコルに依存することなく、複数のプロトコルに共通する仕様で生成される。以下、適宜、管理モジュール１４００とコマンド処理モジュール１４０１とを汎用部と総称し、指令ライブラリ１４０２と、オブジェクトライブラリ１４０３と、第１ドライバ１４０４と、第２ドライバ１４０５とを非汎用部と総称する。

上記の汎用部と非汎用部との間は、総結合化されている。このため、適用対象のプロトコルのアップデート等の更新又は適用対象のプロトコルの変更は、依存部に属する、指令ライブラリ１４０２、オブジェクトライブラリ１４０３、第１ドライバ１４０４及び第２ドライバ１４０５の内、少なくとも１つを更新又は変更することで対処できるようになっている。

ゲートウェイ装置１は、機能的には、図５に示すように、オブジェクト管理部１００と、コマンド処理部１０１と、第１送受信部１０２と、第２送受信部１０３とを備える。これらの機能部は、ＣＰＵ１１が、二次記憶装置１４に記憶されるプログラム１４０を実行することで実現される。

詳細には、オブジェクト管理部１００は、ＣＰＵ１１が、プログラム１４０における管理モジュール１４００を実行することで実現され、コマンド処理部１０１は、ＣＰＵ１１が、プログラム１４０におけるコマンド処理モジュール１４０１を実行することで実現され、第１送受信部１０２は、ＣＰＵ１１が、プログラム１４０における第１ドライバ１４０４を実行することで実現され、第２送受信部１０３は、ＣＰＵ１１が、プログラム１４０における第２ドライバ１４０５を実行することで実現される。

オブジェクト管理部１００は、オブジェクトテーブル１４１の管理に関する処理を実行する。詳細には、オブジェクト管理部１００は、コマンド処理部１０１からの要求に従って、オブジェクトテーブル１４１から機器情報を読み込む処理と、オブジェクトテーブル１４１に機器情報を書き込む処理とを実行する。

コマンド処理部１０１は、指令ライブラリ１４０２とオブジェクトライブラリ１４０３とを参照して、受信したコマンドを解析し、当該コマンドに応じた処理を実行する。詳細には、コマンド処理部１０１は、ゲートウェイ装置１が転送機能に基づいて動作する場合、第１機器２から受信した第２機器３に対するコマンドを、ネットワークＮ２のプロトコルに則ったコマンドに変換して第２機器３に転送し、また、第２機器３から受信した第１機器２に対するコマンドを、ネットワークＮ１のプロトコルに則ったコマンドに変換して第１機器２に転送する。

また、ゲートウェイ装置１が代理応答機能に基づいて動作する場合、コマンド処理部１０１は、第１機器２から第２機器３に対する要求コマンドを受信すると、オブジェクトテーブル１４１に保存されている従前の機器情報に基づいて、当該要求コマンドに対する応答コマンドを生成し、生成した応答コマンドを第１送受信部１０２を介して第１機器２に送信する。また、コマンド処理部１０１は、第２機器３に対して、第１機器２から受信した要求コマンドをネットワークＮ２のプロトコルに則った要求コマンド（以下、二次要求コマンドという。）に変換し、第２送受信部１０３を介して第２機器３に送信する。そして、コマンド処理部１０１は、二次要求コマンドに対する応答コマンド（以下、二次応答コマンドという。）を第２送受信部１０３を介して受信すると、受信した二次応答コマンドに基づいてオブジェクトテーブル１４１を更新する。

転送機能と代理応答機能とは、ネットワークＮ１とＮ２の双方のプロトコルの通信速度の差に応じて切り替えられる。以下の説明では、ネットワークＮ１のプロトコルの通信速度が高速であり、ネットワークＮ２のプロトコルの通信速度が低速であり、ゲートウェイ装置１が代理応答機能で動作するものとする。

また、コマンド処理部１０１は、第１機器２からプロトコル更新を示す要求コマンドを受信すると、当該要求コマンドの内容に従って指令ライブラリ１４０２及び／又はオブジェクトライブラリ１４０３を更新する。

第１送受信部１０２は、ネットワークＮ１を介したデータ送受信に関する処理を行う。詳細には、第１送受信部１０２は、第１機器２から送信された要求コマンドをネットワークＮ１を介して受信し、受信した要求コマンドを図示しないバッファ（以下、第１バッファという。）を介してコマンド処理部１０１に供給する。また、コマンド処理部１０１から第１バッファを介して供給された応答コマンドをネットワークＮ１を介して第１機器２に送信する。

第２送受信部１０３は、ネットワークＮ２を介したデータ送受信に関する処理を行う。詳細には、第２送受信部１０３は、コマンド処理部１０１から図示しないバッファ（以下、第２バッファという。）を介して供給された二次要求コマンドをネットワークＮ２を介して第２機器３に送信する。また、第２機器３から送信された二次応答コマンドをネットワークＮ２を介して受信し、受信した二次応答コマンドを第２バッファを介してコマンド処理部１０１に供給する。

オブジェクト管理部１００、コマンド処理部１０１、第１送受信部１０２及び第２送受信部１０３は、本発明に係る代理応答手段の一例である。

図６は、ゲートウェイ装置１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。ネットワークＮ１を介して何れかの第１機器２から要求コマンドを受信すると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、ゲートウェイ装置１は、受信した要求コマンドを解析し、当該要求コマンドが示す要求内容を判別する。

受信した要求コマンドが、プロトコル更新の要求を示す場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、ゲートウェイ装置１は、当該要求コマンドの内容に従って指令ライブラリ１４０２及び／又はオブジェクトライブラリ１４０３を更新する（ステップＳ１０３）。その後、ゲートウェイ装置１の処理は、ステップＳ１０１に戻る。

一方、受信した要求コマンドが、プロトコル更新の要求を示すものではない、即ち、何れかの第２機器３に対する機器情報の要求を示す場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、ゲートウェイ装置１は、保持している当該第２機器３の従前の機器情報に基づいて、当該要求コマンドに対する応答コマンドを生成する（ステップＳ１０４）。そして、ゲートウェイ装置１は、生成した応答コマンドをネットワークＮ１を介して要求元の第１機器２に送信する（ステップＳ１０５）。

また、ゲートウェイ装置１は、受信した要求コマンドをネットワークＮ２のプロトコルに則った二次要求コマンドに変換し（ステップＳ１０６）、対応する第２機器３に送信する（ステップＳ１０７）。

二次要求コマンドに対する二次応答コマンドを受信すると（ステップ１０８；ＹＥＳ）、ゲートウェイ装置１は、受信した二次応答コマンドに基づいて、オブジェクトテーブル１４１を更新する（ステップＳ１０９）。その後、ゲートウェイ装置１の処理は、ステップＳ１０１に戻る。

図７は、ゲートウェイ装置１が代理応答を行う際の各機能部間の処理の流れを示すシーケンス図である。ゲートウェイ装置１の第１送受信部１０２は、第１機器２から送信された要求コマンドをネットワークＮ１を介して受信すると、受信した要求コマンドを第１バッファを介してコマンド処理部１０１に供給する（ステップＳ２０１）。

コマンド処理部１０１は、第１送受信部１０２から供給された要求コマンドを指令ライブラリ１４０２とオブジェクトライブラリ１４０３とを参照して解析し、当該要求コマンドで要求される第２機器３の機器情報を判別し、判別した機器情報をオブジェクト管理部１００に要求する（ステップＳ２０２）。

オブジェクト管理部１００は、要求された機器情報をオブジェクトテーブル１４１から取得し、取得した機器情報をコマンド処理部１０１に供給する（ステップＳ２０３）。

コマンド処理部１０１は、オブジェクト管理部１００から供給された機器情報と、指令ライブラリ１４０２とに基づいて応答コマンドを生成し、第１バッファを介して第１送受信部１０２に供給すると共に、第１送受信部１０２から供給された要求コマンドを、指令ライブラリ１４０２を参照して二次要求コマンドに変換し、第２バッファを介して第２送受信部１０３に供給する（ステップＳ２０４）。

第１送受信部１０２は、コマンド処理部１０１から第１バッファを介して供給された応答コマンドをネットワークＮ１を介して要求元の第１機器２に送信する（ステップＳ２０５）。

第２送受信部１０３は、コマンド処理部１０１から第２バッファを介して供給された二次要求コマンドをネットワークＮ２を介して対応する第２機器３に送信する（ステップＳ２０６）。

第２機器３は、ゲートウェイ装置１の第２送受信部１０３から送信された二次要求コマンドをネットワークＮ２を介して受信すると、当該二次要求コマンドで要求される自機器の機器情報を取得し、取得した機器情報が格納された二次応答コマンドを生成し、生成した二次応答コマンドをネットワークＮ２を介してゲートウェイ装置１に送信する（ステップＳ２０７）。

ゲートウェイ装置１の第２送受信部１０３は、第２機器３から送信された二次応答コマンドをネットワークＮ２を介して受信すると、受信した二次応答コマンドを第２バッファを介してコマンド処理部１０１に供給する（ステップＳ２０８）。

コマンド処理部１０１は、第２送受信部１０３から供給された二次応答コマンドを第２バッファを介して受け取ると、当該二次応答コマンドから機器情報を抽出し、抽出した機器情報をオブジェクト管理部１００に供給してオブジェクトテーブル１４１の更新を要求する（ステップＳ２０９）。

オブジェクト管理部１００は、コマンド処理部１０１から供給された機器情報に基づいて、オブジェクトテーブル１４１を更新する（ステップＳ２１０）。

以上説明したように、本実施の形態のゲートウェイ装置１によれば、代理応答機能を有するため、ネットワークＮ１とＮ２のそれぞれのプロトコルの通信速度が大きく異なる場合の不都合を解消することが可能となる。

さらに、汎用部、即ち、オブジェクトテーブル１４１を管理するオブジェクト管理部１００に対応する管理モジュール１４００と、受信したコマンドに応じた処理を行うコマンド処理部１０１に対応するコマンド処理モジュール１４０１とが、特定のプロトコルに依存せずに、複数のプロトコルに共通する仕様で生成される。そして、汎用部と、非汎用部（指令ライブラリ１４０２、オブジェクトライブラリ１４０３、第１ドライバ１４０４及び第２ドライバ１４０５）との間は、疎結合化されている。

これにより、例えば、プロトコルのアップデート等の更新時において、指令ライブラリ１４０２及び／又はオブジェクトライブラリ１４０３を更新等するだけでよい。このため、プログラム１４０の再起動の必要がなく、また、オブジェクトテーブル１４１に格納される機器情報が維持されるため、通信遮断を極力回避することが可能となる。

また、適用対象を他のプロトコルに変更する場合、ゲートウェイ装置１において、非汎用部に属する、指令ライブラリ１４０２、オブジェクトライブラリ１４０３、第１ドライバ１４０４及び第２ドライバ１４０５の内の少なくとも１つを変更するだけで済むため、作業性がよい。また、プロトコルの変更に伴い、プログラム１４０を改修する場合、プログラム１４０全体を改修する必要がなく、指令ライブラリ１４０２、オブジェクトライブラリ１４０３、第１ドライバ１４０４及び第２ドライバ１４０５の内の少なくとも１つを改修すればよいため、拡張性がよく、開発コスト、メンテナンスコストの低減化が図れる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、各第２機器３から定期的に機器情報が格納された通報コマンドが、ゲートウェイ装置１に送信される場合、ゲートウェイ装置１は、代理応答の際、二次要求コマンドを第２機器３に送信しなくてもよい。

上記の実施の形態では、指令ライブラリ１４０２と、オブジェクトライブラリ１４０３との内の少なくとも１つの更新によって、適用対象のプロトコルが更新され得る例について説明した。しかし、ネットワークＮ１のプロトコルが更新される際、必要に応じて第１ドライバ１４０４が更新されてもよいし、ネットワークＮ２のプロトコルが更新される際、必要に応じて第２ドライバ１４０５が更新されてもよい。

また、プログラム１４０の全体、プログラム１４０の一部のモジュール又はライブラリは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、光磁気ディスク（Magneto-Optical Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＨＤＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することが可能である。

また、プログラム１４０の全体、プログラム１４０の一部のモジュール又はライブラリをインターネット上の他のサーバが有するディスク装置等に格納しておき、当該サーバからゲートウェイ装置１に、プログラム１４０の全体、プログラム１４０の一部のモジュール又はライブラリがダウンロードされるようにしてもよい。

本発明は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能である。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

１ ゲートウェイ装置、２ 第１機器、３ 第２機器、１０ 通信インタフェース、１１ ＣＰＵ、１２ ＲＯＭ、１３ ＲＡＭ、１４ 二次記憶装置、１５ バス、１００ オブジェクト管理部、１０１ コマンド処理部、１０２ 第１送受信部、１０３ 第２送信部、１４０ プログラム、１４１ オブジェクトテーブル、１４００ 管理モジュール、１４０１ コマンド処理モジュール、１４０２ 指令ライブラリ、１４０３ オブジェクトライブラリ、１４０４ 第１ドライバ、１４０５ 第２ドライバ、Ｎ１，Ｎ２ ネットワーク

Claims (4)

1. ＣＰＵと、記憶装置と、通信インタフェースと、を備え、第１ネットワークと第２ネットワークとに接続されるゲートウェイ装置であって、
   前記ＣＰＵが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで提供される機能であって、前記第１ネットワークに接続される第１機器から前記第２ネットワークに接続される第２機器に対して送信された要求コマンドを受信し、前記記憶装置に記憶された前記第１機器及び前記第２機器のそれぞれに関する機器情報が格納されるオブジェクトテーブルを参照して、前記要求コマンドの内容に応じた応答コマンドを生成し、生成した応答コマンドを前記第１機器に送信する代理応答手段を備え、
   前記プログラムには、前記オブジェクトテーブルの管理に関する処理を実行するための管理モジュールと、受信したコマンドに応じた処理を実行するためのコマンド処理モジュールと、前記第１機器との間で送受信されるコマンドの内容と前記第２機器との間で送受信されるコマンドの内容とが定義された指令ライブラリと、前記第１機器及び前記第２機器のそれぞれのクラスが定義されたオブジェクトライブラリと、が含まれ、
   前記指令ライブラリと、前記オブジェクトライブラリとの内の少なくとも１つの更新によって、適用対象のプロトコルが更新され得る、ゲートウェイ装置。
2. 前記代理応答手段は、前記第１機器に前記応答コマンドを送信後、前記要求コマンドを前記第２ネットワークのプロトコルに則った二次要求コマンドに変換して前記第２機器に送信し、前記二次要求コマンドに応答して前記第２機器から送信された二次応答コマンドを受信し、受信した二次応答コマンドに基づいて前記オブジェクトテーブルを更新する、請求項１に記載のゲートウェイ装置。
3. 前記代理応答手段は、前記第２機器から定期的に送信される通報コマンドを受信し、受信した通報コマンドに基づいて前記オブジェクトテーブルを更新する、請求項１に記載のゲートウェイ装置。
4. コンピュータを、
   第１ネットワークに接続される第１機器から第２ネットワークに接続される第２機器に対して送信された要求コマンドを受信し、記憶装置に記憶された前記第１機器及び前記第２機器のそれぞれに関する機器情報が格納されるオブジェクトテーブルを参照して、前記要求コマンドの内容に応じた応答コマンドを生成し、生成した応答コマンドを前記第１機器に送信する代理応答手段、として機能させるためのプログラムであって、
   前記オブジェクトテーブルの管理に関する処理を実行するための管理モジュールと、
   受信したコマンドに応じた処理を実行するためのコマンド処理モジュールと、
   前記第１機器との間で送受信されるコマンドの内容と前記第２機器との間で送受信されるコマンドの内容とが定義された指令ライブラリと、
   前記第１機器及び前記第２機器のそれぞれのクラスが定義されたオブジェクトライブラリと、を含み、
   前記指令ライブラリと、前記オブジェクトライブラリとの内の少なくとも１つの更新によって、適用対象のプロトコルが更新され得る、プログラム。

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