设备的控制方法、控制装置及系统

技术领域

本发明涉及设备的控制方法、控制装置及系统。

背景技术

为了工序管理或环境维持，配置搭载有传感器或输入输出部的设备来收集数据或控制装置。这样的设备作为处理部而搭载有CPU，对传感器检测出的数据进行处理并提供给服务器等，另外，根据指令进行与外部装置的输入输出控制。数据的处理通过CPU执行存储在固件中的指令来进行。对设备的控制之一存在固件的改写。在专利文献1中，作为进行组装于控制设备的系统程序的变更的方法，在系统程序改写装置中预先存储记述有向指定的控制设备转送的顺序的机种信息文件和改写用系统程序，在更新系统程序时与控制设备进行数据的收发。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-178499号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，存储每个机种的程序，经由控制用网络进行与控制设备的数据收发。但是，在成为程序更新对象的设备有多种的情况下，需要预先存储每个设备的程序并进行分发。因此，装置的规模变大。另一方面，有时设备的微型计算机的资源较小，无法具有使用网络的设备的控制例如固件的更新过程那样的高级功能。另外，对于在现场使用设备的用户来说，还希望设备的控制容易。本发明的目的在于提供一种有利于进行这样的设备的控制的技术。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的，通过所述控制装置控制与本发明的控制装置以能够通信的方式连接的设备的方法包含所述设备的固件的改写控制步骤，所述改写控制步骤包含如下步骤：接收设备的固件的改写指示，其中，所述改写指示包含第一取得目的地信息，所述第一取得目的地信息识别用于进行固件的改写的脚本的取得目的地；基于所述第一取得目的地信息，从外部装置取得用于进行所述固件的改写的脚本；执行用于进行所述固件的改写的脚本而执行如下处理：从外部装置取得固件，将所述设备控制为可改写固件的状态，将所述取得的固件转送至所述设备，使所述设备的固件改写为所述转送的固件。

发明的效果

根据本发明，能够提供有利于进行设备的控制的技术。

通过参照附图进行的以下说明，进一步明确本发明的其他特征和优点。另外，在附图中，对相同或同样的结构标注相同的附图标记。

附图说明

附图包含在说明书中而构成其一部分，表示本发明的实施方式，用于与其记载一起说明本发明的原理。

图1是实施例的系统的结构例。

图2是实施例的系统的结构例。

图3是控制装置和设备之间的接口的例子。

图4是表示固件更新的例子的时序图。

图5是不同规格的固件更新的例子。

图6是实施例的指令操作的例子。

图7是实施例的系统的结构例。

图8A是实施例的系统的结构例。

图8B是实施例的系统的结构例。

图8C是实施例的系统的结构例。

图9A是实施例的系统的结构例。

图9B是实施例的系统的结构例。

具体实施方式

下面，使用附图来说明本发明的优选实施方式。

(系统结构)

根据图1～图3说明本实施例的系统结构的一例。系统例如由控制装置100、作为被控制装置100控制的设备的传感器盒200、接口盒300、IO盒500以及通信单元400等构成。由控制装置100控制的设备可以是主机设备，也可以是客户机设备。

控制装置100例如具有以实时OS进行动作的处理部(CPU 110)。控制装置100的存储器120例如是闪存那样的可改写的存储器。存储器120存储由CPU 110执行的OS、脚本、被称为固件的系统程序等。这里，脚本可以使用JavaScript(注册商标)等。存储器120可以内置于CPU 110，也可以配置在CPU 110的外部。另外，也可以是这两者情况。另外，为了使CPU110进行处理，控制装置100还具有用于暂时存储的RAM 130。RAM 130可以内置于CPU 110，也可以配置在CPU 110的外部。另外，也可以是这两者情况。进而，控制装置100具有用于与外部设备进行数据或指令的输入输出的接口部140、150、160。在本实施例中，设备和控制装置100例如能够使用UART发送接收指令或数据。控制装置100也可以构成为内置例如能够以NB-IoT或LPWA等LTE标准进行通信的通信模块170，能够直接与云之间进行通信，也可以具有能够与以太网(注册商标)等有线LAN连接的接口部。当使用有线LAN时，有线LAN可以与因特网连接，与云600的服务器之间进行通信。控制装置100的电源可以是内置电池，也可以从外部供给电源。在利用内置电池进行动作的情况下，通过在通信模块170中具有唤醒功能，通常使控制装置100的动作停止，在检测到基于SMS的通知等通信时启动，可以实现省电化。另外，也可以使用CPU的实时时钟(RTC)以规定的周期进行唤醒，或者根据来自外部设备的信号进行启动、停止来实现省电化。

传感器盒200具有用于控制传感器盒200的处理部(CPU 210)，能够执行来自控制装置100的指令。CPU 210执行存储在固件215中的指令。传感器模块这样的外部设备与传感器盒200的端子250连接。在传感器盒200和传感器模块之间的数据的收发中能够使用I

IO盒500具有用于控制IO盒500的处理部(CPU 510)，能够执行来自控制装置100的指令。CPU 510执行存储在固件515中的指令。在IO盒500的端子550上连接外部设备。在IO盒500与外部设备之间的信号的输入输出控制中能够使用处理部(CPU 510)的IO。IO输入输出也可以是经由继电器或光MOSFET(光脉冲)的结构。连接到端子550的外部设备可以是音频输出设备或开关等任意类型的设备。在IO盒500中也可以内置有在从端子550输入了模拟信号的情况下变换为数字信号的A/D转换器520和用于输出规定的模拟值的D/A转换器530。A/D转换器和D/A转换器也可以使用内置于CPU 510中的装置。外部设备的数据或由A/D转换器520数字化后的数据经由I

接口盒300具有例如与RS-485对应的接口，将通过RS-485输入输出数据的PLC作为外部设备与接口盒300连接，能够在与控制装置100之间经由UART进行通信。接口盒300具有用于控制的处理部(CPU 310)，能够执行来自控制装置100的指令。通过接口盒300将来自控制装置100的指令提供给PLC，能够进行PLC的控制。接口盒300除了与RS-485对应的类型之外，在使用RS-232C或RS-422、USB等的情况下准备与其规格对应的类型。

通信单元400具有与例如WiFi或蓝牙(注册商标)等对应的RF模块410和用于发送接收的天线420。通信单元400能够经由UART与控制装置100之间进行通信，并且能够使用WiFi等与外部装置之间以无线的方式进行数据通信。通信单元400能够通过网关450或通过接入点等连接到外部的云600的服务器。通信单元400具有用于控制的处理部(CPU)，能够执行来自控制装置100的指令。

以传感器盒200、接口盒300、IO盒500、通信单元400为例说明了与控制装置100连接并被控制的设备，但设备的种类不限于此。

通过图2来说明在控制装置100上连接各种设备的例子。控制装置100、传感器盒200、接口盒300以及通信单元400等设备可以是通过连接器与控制装置100直接连接的结构。控制装置100与各个设备之间可以通过规定形状的连接器直接连接，也可以使用线缆连接。图2所示的控制装置100和传感器盒200等呈六面体的形状，但形状不限于此。另外，也可以如接口盒350那样，另外准备具有符合用途的端子的设备来进行连接。控制装置100例如能够使用图3所示的IO端口来识别或选择规定的设备。控制装置100通过连接传感器盒200和接口盒300、350，能够在控制装置100与设备之间以及控制装置100与设备所连接的外部设备之间灵活地进行数据的输入输出。

用于控制装置100与各种盒之间的物理连接的连接器，为了防止误连接而可以根据传感器盒200、接口盒300、IO盒500、通信单元400等与控制装置100连接的设备而使用不同形状的连接器。另外，也可以使用相同形状的连接器。此外，控制装置100与设备之间的数据或指令的交换可以共用格式而使用UART来进行。在软件方面，通过共同定义控制装置100与设备间的指令，通过将设备间的软件终端化，容易更换或增设设备。

图3表示在控制装置100和与控制装置100连接的设备之间的通信中使用的接口的例子。UART用于数据或指令。SPI及I

[设备的控制例1.固件的更新示例]

这里，使用图4来说明传感器盒200和接口盒300等设备的固件的更新。

作为设备以传感器盒200为例，说明通过控制装置100更新传感器盒200的固件215的例子。在发生需要更新传感器盒200的固件的情况下，使用SMS(短消息)或PUSH通知等，从云600向控制装置100通知包含表示具有更新所需要的脚本的取得目的地的URL的指示(S101)。该指示例如也可以在用户通过变更传感器盒200的内部的设备而想要更新固件时等由用户进行通知。此外，也可以是传感器盒200的制造商想要更新固件时进行通知。

控制装置100经由通信模块170接收存储有URL的SMS消息，从消息中取出URL，访问所通知的URL(S102)。在以下的说明中，在消息中存储有URL，但是也可以代替在消息中存储URL，而预先在控制装置100中存储URL，在消息中代替URL而存储识别代码并发送，根据接收到的消息的识别码来选择控制装置100内的URL而进行访问。由控制装置100访问的HTTP服务器(未图示)响应于访问而将控制装置100为了更新而执行的脚本作为HTTP响应发送到控制装置100(S103)。通过利用基于云的服务，能够在云中指定的URL中预先生成并存储用于用户控制固件的改写的脚本。控制装置100将接收到的HTTP响应中包含的脚本存储在存储器120中。在控制装置100的存储器120中，在初始状态下也可以不存储脚本。新脚本可以覆盖存储在存储器120中的旧脚本。存储脚本的存储器的容量可以与控制装置100执行的脚本的量相对应，也可以不准备存储多个脚本的量。

控制装置100通过执行脚本，访问脚本中包含的URL，控制装置100可以对云600上的服务器(未图示)请求传感器盒200的新的固件(S104)。接受该请求，云600的服务器将固件转送到控制装置100(S105)。控制装置100将从服务器接收到的固件存储在存储器120或130中。进而，CPU 110执行脚本，将传感器盒200的CPU 210设定为输入程序模式。输入程序是用于CPU改写在闪存中存储的固件的程序。输入程序模式是启动输入程序的模式。CPU向输入程序模式的切换根据CPU的种类而不同，以下以基于CPU的硬件管脚控制的切换为例进行说明。向输入程序模式的切换例如能够通过在将CPU 210的模式管脚设为L电平的状态下将CPU的复位管脚从L电平变化为H电平将CPU 210复位来执行。在处于输入程序模式的CPU210中，输入程序被启动，成为能够改写固件215的状态(S106)。从云600向控制装置100的固件的传送、启动输入程序使其成为能够写入固件的状态的控制的顺序也可以相反。CPU 210的模式管脚和复位的控制可以从控制装置100的IO端口进行。

如后所述，启动输入程序的控制根据传感器盒200的CPU 210的类型而不同。因此，在云600的服务器中准备适合于改写对象的CPU的机种的脚本。脚本可以由用户预先准备为预定的URL。脚本有时需要根据CPU的种类等而不同，因此可以将控制用的脚本准备为与规格相匹配的模板，使用户能够生成脚本。

当输入程序启动时，向传感器盒200的IO端口显示启动状态。在确认输出了启动状态即确认输入程序被启动之后，控制装置100发送表示固件的转送(DL)开始的DL指令(S107)。也存在通过控制装置100经由UART对传感器盒200发送确认指令并得到OK的响应来进行启动的确认的类型的CPU。根据CPU的类型，控制装置100可以在不检查状态的情况下根据自复位起的时间经过来发送DL指令。接收到DL指令的传感器盒200向控制装置100发送表示准备完成的OK响应。控制装置100在接收到该OK响应后进行固件的转送(S108)。当接受固件的转送而改写结束时，从传感器盒200发送指令应答S109。接收到指令应答S109的控制装置100，通过在将CPU 210的模式管脚例如设为H电平的状态下将复位管脚从L电平设为H电平，从而将传感器盒的CPU 210从输入程序模式切换为执行程序的主模式(S110)。然后，控制装置100通过监视IO端口来确认传感器盒200的主模式已启动(S111)。响应于对主模式的启动的确认，从控制装置100向云600的服务器通知固件的重写完成或失败的报告(S112)。

下面，根据图5说明在具有输入程序启动的方式不同的CPU的设备中的输入程序的启动。作为输入程序的启动方式，以规格A的类型的CPU和规格B的类型的CPU为例进行说明。

规格A：是为了启动输入程序，通过控制CPU的硬件管脚(例如模式管脚和复位管脚)而成为输入程序模式的类型。在使用该类型的CPU的情况下，在与控制装置100连接的设备的连接器的规定的IO端口上连接CPU的模式管脚以及复位管脚等改写所需的管脚。

规格B：是能够进行通过指令(软件)来启动CPU的输入程序的设定的类型。在使用该类型的CPU的情况下，将用于输入启动所需的指令的CPU的管脚与设备的连接器的规定的UART等的通信端口连接。这里，启动CPU的输入程序的指令根据规格而不同，但通过改写脚本，可以对应任意的指令。

如上所述，在通过用户等的指示发送的SMS等消息中存储的URL所表示的位置包含HTTP服务器的规定的存储位置。从由控制装置100访问的URL向控制装置100发送规定的脚本。因此，对于存储在消息中的URL，在规格A的情况下可以如URL 1所示区分取得目的地，在规格B的情况下可以如URL 2所示区分取得目的地。当内置于与控制装置100连接的传感器盒200中的CPU为规格A的情况下，控制装置100访问所指示的URL 1，接收记述有用于更新规格A的系统AFW更新用序列的脚本A，存储到存储器120中。控制装置100(的CPU 110)执行接收到的脚本A，控制CPU 210的模式管脚和复位管脚，切换到输入程序模式(S106)。硬件管脚的控制是通过从控制装置100的对应的IO端口向与传感器盒200的连接器的规定的管脚连接的CPU 210的模式管脚和复位管脚输出规定的电平来进行的。在CPU是规格B的情况下，控制装置100访问所指示的URL 2，接收记述有系统BFW更新用序列的脚本B。控制装置100的CPU 110执行接收到的脚本，向CPU 210发送指令，启动传感器盒200的CPU 210的输入程序。

控制装置100的存储器120只要能够存储记述有用于要更新固件的设备的CPU的FW更新用序列的脚本即可，不需要预先存储多个用于针对多个不同的微型计算机的规格的控制的脚本。另外，脚本能够存储在用户可改写的服务器上。这样，即使在传感器盒200等设备被变更的情况下，或CPU被变更的情况下，用户也能够改写脚本来应对固件的更新。

另外，本实施例还能够应对用户想要利用具有基本功能的应用程序进行控制的情况、想要利用具有扩展功能的应用程序的情况这样想要分开使用固件的情况。例如在作为访问目的地的URL 3中准备执行基本功能所需的固件更新用序列，在URL 4中准备执行扩展功能所需的固件更新用序列。将向控制装置100的SMS的消息等中包含的URL作为与用户需要的固件对应的脚本的URL。由此，控制装置100通过取得脚本并执行，能够取得期望的固件并改写传感器盒200的固件。

以传感器盒200为例说明了固件的改写，但与控制装置100连接的设备不限于传感器盒200，也可以是接口盒300等任意种类的设备。

在本发明中，即使在使用多种设备的场所，控制装置100也不需要预先存储多种固件以及改写的步骤。对于与控制装置连接的设备的变更，将用于改写固件的脚本预先存储在控制装置100能够访问的云的规定位置。因此，容易灵活地应对设备的变更等。另外，通过利用SMS或PUSH通知进行指示，能够同时进行多个设备的固件的改写。

(设备控制示例2.基于指令的控制例)

接下来，通过图6来说明将指令从云600发送到设备，并且使设备执行指令，在云600中接收响应的例子。

作为设备，以连接有传感器模块的传感器盒200为例进行说明。在规定的URL中预先存储进行用于从传感器盒200取得数据的控制的脚本。在希望从传感器盒200取得数据的情况下，使用SMS或者PUSH通知等向控制装置100发送包含规定的URL的指示消息(S201)。指示可以由希望获得传感器数据的用户进行，也可以由位于云600中的数据收集服务器进行。控制装置100经由通信模块170接收存储有URL的消息，从消息中获得URL，访问所通知的URL(S202)。被访问的云600的HTTP服务器(未图示)响应于访问，将用于从传感器盒200取得数据的脚本作为HTTP响应发送到控制装置100(S203)。控制装置100将接收到的脚本存储在存储器120中。脚本也可以向存储器120覆盖。控制装置100执行脚本，向传感器盒200发送读出传感器数据的指令(S204)。传感器盒200的CPU 210接收指令，进行从传感器模块取得所指示的数据的处理，向控制装置100发送传感器数据(S205)。控制装置100执行将接收到的传感器数据转换成预定的通信格式的处理，并将对数据进行处理后的结果发送到脚本所指示的URL(S206)。由URL指定为发送目的地的云上的服务器可以收集数据，执行分析。

以从传感器盒200取得传感器数据为例进行了说明，但也能够控制接口盒300。为了取得控制接口盒300的脚本，通过SMS等向控制装置100发送脚本所具有的URL，从云600取得脚本。控制装置100通过执行脚本，从控制装置100向接口盒300发送指令，控制接口盒300。另外，将传感器盒200和通信单元400与控制装置100连接，将从传感器盒200取得的传感器数据向通信单元400发送，经由通信单元400向外部装置的发送也可以通过脚本的控制来执行。

用户生成用于经由控制装置100控制传感器盒200等设备的脚本，并预先存储在云的规定的URL中。通过将利用存储有URL的SMS等接收脚本的指示发送到控制装置100，能够进行设备的控制或者进行数据收集。

如上所述，在本发明中，控制装置100不需要预先存储设备的控制顺序，即使利用的设备的种类变化也容易应对。用户通过改写存储在云中的脚本，能够灵活地进行设备的控制。因此，不需要特定的设备专用的软件，即使在变更传感器的种类或程序版本、或者更换致动器等硬件、用户想要以与最初设定的条件不同的条件收集数据的情况下或用户想要变更对设备的控制的情况下，也能够简单地变更控制。另外，即使用户处于远程，也可以使用SMS或PUSH通知等容易地进行设备的控制。

(设备的控制例3.数据通信例)

通过图7来说明多个设备与控制装置100之间的通信以及设备的控制。图7表示在控制装置100上连接有传感器盒200、接口盒300、通信单元400的例子。控制装置100接收到接收脚本的指示，访问指示中包含的URL，取得脚本。控制装置100的CPU 110通过执行脚本，从传感器盒200取得传感器数据，经由接口盒300控制外部设备，取得数据，能够通过通信单元400与外部的云600上的服务器进行通信。

通过图8A～图8C来说明通过控制装置100的设备的利用的例子。图8A表示在控制装置100上连接有传感器盒200和通信单元400的例子。在该例子中，能够由传感器盒200取得来自传感器模块260的传感器数据，并通过控制装置100的通信模块170向外部的云600发送。

控制控制装置100的动作的脚本被存储在云的规定的URL的位置。首先，控制装置100通过SMS或PUSH通知接收取得用于控制该操作的脚本的通知。控制装置100访问存储在消息中的取得目的地的URL，取得位于URL的位置的脚本，并存储在存储器120中。脚本也可以向存储器120覆盖。控制装置100执行存储在存储器120中的脚本。传感器模块260可以与传感器盒200的SPI端子或者I

图8B表示在控制装置100上连接有RS-485用的接口盒300和通信单元400的例子。在接口盒300上通过RS-485连接有PLC 700。在该例子中，由控制装置100控制PLC 700，将得到的数据经由通信单元400向云发送。

控制控制装置100的动作的脚本存储在规定的URL的位置。首先，控制装置100通过SMS或PUSH通知等接收指示取得脚本的消息。控制装置100取出存储在消息中的URL，访问URL，取得所存储的脚本并存储在存储器120中。脚本也可以向存储器120中覆盖。控制装置100执行存储在存储器120中的脚本。控制装置100和接口盒300也可以通过用于指令和数据通信的UART以及通用IO连接。通用IO能够用于接口盒300的控制或识别。控制装置100和通信单元400能够通过UART、SPI、通用IO等连接。接口盒300能够对UART与RS-485之间的数据进行相互转换。通过脚本的执行，从控制装置100发行的PLC控制数据向接口盒发送，在接口盒300中变换为RS-485而向PLC 700转送。来自PLC 700的数据在接口盒300中变换为UART，向控制装置100转送。数据在控制装置100中被变换为用于向外部发送而定义的格式并向通信单元发送。控制装置100通过脚本控制通信单元400，向云600发送数据。在执行脚本而PLC700成为规定的状态时，取得PLC 700发送的数据并向云发送。

图8C是通过通信单元400-1接收来自BLE传感器800的数据并且在控制装置100的控制下将数据从通信单元400-2发送到云的示例，BLE传感器800是将传感器搭载在能够通过蓝牙发送接收数据的BLE模块中。通信单元400-1和控制装置100通过UART和通用IO连接。UART用于指令控制和数据通信。通用IO用于识别通信单元400-1。另外，通信单元400-2和控制装置100也可以通过UART、SPI、通用IO连接。通信单元400-1具有BLE通信功能，能够与BLE传感器800通信。控制控制装置100的动作的脚本被存储在规定的URL的位置。根据SMS或PUSH通知的指示，控制装置100被通知脚本的取得目的地。根据通知，控制装置100从云600接收脚本。脚本存储在存储器120中。当存在前一脚本时，脚本可以覆盖。接着，控制装置100执行脚本，向通信单元400-1发送指令。指令向BLE传感器800转送，例如指示读出来自BLE传感器800的数据。来自BLE传感器800的数据被通信单元400-1接收并被转送到控制装置100。控制装置100将接收到的数据变换为用于向外部发送的格式，向通信单元400-2发送，从通信单元400-2向外部的云600发送。通过在控制装置100中执行脚本来执行这些控制。

在该例子中，控制装置100也不需要在控制指示之前预先存储设备的控制步骤，即使将来要利用的设备的种类改变，也可以仅通过取得控制要利用的设备的脚本来进行控制。另外，能够将通过组合设备而收集到的数据以各种形式提供给外部装置。

(设备的控制例4.输入输出的例子)

根据图9A、图9B，说明使用IO盒500进行输入输出的例子。在图9A的例子中，控制装置100与连接有输出单元900的IO盒500连接。输出单元900可以是蜂鸣器那样的音响输出，也可以是LED那样的光输出。IO盒500和控制装置100之间能够通过通用IO连接。控制装置100执行的脚本与其他示例同样地，响应于SMS或PUSH通知的指示而从云600取得。控制装置100能够执行脚本，经由通用IO控制IO盒500，从输出单元900输出声音等。

在图9B的例子中，控制装置100与连接有作为输入单元的开关910的IO盒500连接。IO盒500和控制装置100之间通过通用IO连接。在该例子中，开关910与IO盒500的通用IO连接，通过IO盒500的内部，被输入到控制装置100的通用IO。响应于SMS或PUSH通知的指示，从云600取得控制装置100执行的脚本。控制装置100执行脚本，能够直接监视与IO盒500连接的开关910的状态。在这些例子中，接收到的脚本也可以向存储器120覆盖而存储。

如上所述，在本发明中，控制装置100不需要预先存储用于控制设备的脚本，每当指示取得用于控制的脚本时，从云600取得脚本。利用基于云的服务，用户可以生成脚本并存储在规定的URL中，能够根据脚本灵活地进行控制。即使将来要利用的设备的种类变化，只要生成控制所利用的设备的脚本并存储在云中，控制装置100就能够根据指示取得脚本来进行设备的控制，即使多种类、大量地使用设备，也可以根据需要执行控制。

本发明还包含将以上说明的各种控制任意组合而使用的情况。例如，在从传感器盒200收集数据、从通信单元400以WiFi向外部装置发送的组合中，能够进行传感器盒或通信单元的固件的改写。

本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的精神以及范围的情况下，可以进行各种变更和变形。因此，为了公开本发明的范围，附加以下的权利要求。

本申请以2018年6月19日提交的日本专利申请特愿2018-116353为基础主张优先权，在此援引其记载的全部内容。