制御コントローラ用通信インターフェースの無線化（PDF：42KB）

制御コントローラ用通信インターフェースの無線化
○三岩
幸 夫 *1)
１．はじめに
工場などでは制御用コントローラは単独ではなく有線でネットワークシステムが構築さ
れているケースが多い。上記における通信を無線化することにより、工場などの設備に柔
軟性を持たせることができ、かつ、生産対象物にもネットワークシステムに組み込むこと
が可能である。しかし、現状では制御コントローラ用を自
前で無線化する場合は開発費が高騰する。また、安価な既
存の無線モジュールを使ってもソフト面の開発費が高騰し、
かつ、電界強度の測定費用が高騰するので、コスト面で無
線化が困難である。そこで市販の８０２．１１ｇ無線ＬＡ
Ｎカード（図１）が利用できれば問題が解決されると思わ
れた。
図 １ R aLink RT2570 チ ッ プ セ ッ ト
２．実験方法
コンピュータネットワークの上位層プロトコル
はＴＣＰ／ＩＰである。ＰＣでは基本ソフトに付
TCP
UDP
属しているが、コントローラでは新規開発が必要
プロトコル
プロトコル
と な る 。Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ は 物 理 層 に 依 存 し な い の で 、
IP プ ロ ト コ ル
８０２．３（イーサネット）でＩＰ、ＵＤＰ、Ｔ
802.3 ⇔ 802.11g 相 互 変 換
ＣＰプロトコルスタックを新規開発した。
MAC（ メ デ ィ ア ア ク セ ス 制 御 ）チ
ＲＴ２５７０チップセットの回路で制御が必要
ップセット
な箇所は、ＲＦとＢＢＰとＭＡＣチップセットと
BBP（ ベ ー ス バ ン ド プ ロ セ ッ サ ）
なるが、これらチップセット内部でのファームウ
チップセット
ェアはメーカが無償で公開しているものを用いた。
RF チ ッ プ セ ッ ト
ただし、ＲＦとＢＢＰではパラメータは外部設定
図２ 無線ＬＡＮの階層構造
が必須となるが、オープンソースであるＬｉｎｕｘ
カーネルソースをひととおり解読し理解してから、そのなかに含まれるＲＦとＢＢＰのパ
ラメータを流用した。ＭＡＣチップセットでは８０２．１１ｇパケット処理をするので、
８ ０ ２ ．１ １ ｇ に 関 す る 処 理 と ア ク セ ス ポ イ ン ト と の 認 証 処 理 等 の ソ フ ト を 新 規 開 発 し た 。
最後に８０２．１１ｇと８０２．３のパケットを相互変換するソフトを新規開発した。
３．結果・考察
ＲＦとＢＢＰ階層の検証ではアクセスポイントから発するブロードキャストパケットの
受信を確認することができた。ＭＡＣ階層の検証ではアクセスポイントとの認証コードを
実行させ、アクセスポイントで対象となる無線ＬＡＮ端末が登録されていることを確認し
た。ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックの検証では、ローカル環境で上にＨＴＴＰサーバを
動作させてブラウザ（ＩＥ）で閲覧することができ、インターネットに接続してＤＮＳ、
ＤＨＣＰ、ＰＯＰ３、ＳＭＴＰプロトコルの動作を正常に確認することができた。
ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックの新規開発やＬｉｎｕｘカーネルソースの解読と理解
は、一般的にできないというイメージが定着しているが、実際にやってみた結果、目的を
達成したので、とにかく常識にとらわれずに挑戦してみる価値はあると思う。
４．まとめ
市販の無線ＬＡＮカードを接続することによって、安価で入手しやすくなり、電界強度
の測定費用が不要になる。それだけでなく、既存のＬＡＮやインターネットにシームレス
に接続できるようになった。
*1) 神 奈 川 県 産 業 技 術 セ ン タ ー
生産システムチーム