多地点測定データ取得装置および多地点測定システムおよび多地点測定データ取得方法
【課題】圃場に埋設された複数のセンサユニットの位置を設置後に収集可能な多地点測定データ取得装置および多地点測定システムおよび多地点測定データ取得方法を提供する。
【解決手段】１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置から前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを備える。
【解決手段】１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置から前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件開示は、複数地点における測定結果を取得するための多地点測定データ取得装置および多地点測定システムおよび多地点測定データ取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる畑などの圃場を適切に管理するために、水分量や肥料濃度などを測定するセンサを圃場内の多数の地点に設置して、多数の地点における測定データを取得する多地点測定システムが提案されている。
【０００３】
このような多地点測定システムでは、設置された各センサの位置を把握した上で、それぞれの位置における測定データを取得することが望ましい。
【０００４】
多地点測定システムに含まれる各センサの設置位置を把握するための技術としては、設置時に個々のセンサの位置情報を登録する方法が提案されている(特許文献１参照)。また、センサで得られた測定データを収集する技術として、様々な手法が提案されている。その一つは、各センサから送出される無線信号を測定データ取得装置で受信する手法である(特許文献１，２参照)。また、各センサと測定データ取得装置とを接続するシリアルケーブルを介して収集する手法などが提案されている(特許文献３参照)。なお、複数のセンサによる測定データを、１本のケーブルによって集約的に収集する技術も提案されている(特許文献３参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８５０５９号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３７０５号公報
【特許文献３】特公平７−１２０４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
広い圃場に多数のセンサユニットを設置する際に、個々のセンサユニットの設置場所を登録する作業は、ＧＰＳ(Global Positioning System)などの位置特定サービスを援用したとしても煩雑である。また、各センサユニットから測定データを含む無線信号を送信させるためには、個々のセンサユニットのアンテナ部分は少なくとも地上に露出させておく必要がある。しかしながら、このように地上に露出した部分があると、圃場での作業に支障がある場合がある。
【０００７】
本件開示の装置および方法は、圃場に埋設された複数のセンサユニットの位置を設置後に収集可能な多地点測定データ取得装置および多地点測定システムおよび多地点測定データ取得方法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】
【０００８】
上述した目的は、以下に開示する多地点測定データ取得装置、多地点測定システムおよび多地点測定方法によって達成することができる。
【０００９】
一つの観点による多地点測定データ取得装置は、１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端との距離と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを有する。
【００１０】
また、別の観点による多地点測定システムは、１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットと、前記複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端との距離と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを有する。
【００１１】
また、別の観点による多地点測定方法は、１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答を収集し、収集した前記応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端との距離と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出し、抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットそれぞれによって測定データが取得される位置を推定する。
【発明の効果】
【００１２】
本件開示の装置および方法によれば、圃場に埋設された複数のセンサユニットの位置を設置後に収集可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】多地点測定システムの一実施形態を示す図である。
【図２】配置推定処理の一例を説明する図である。
【図３】多地点測定システムの別実施形態を示す図である。
【図４】位置情報収集動作を表す流れ図である。
【図５】位置情報通知動作を表す流れ図である。
【図６】座標算出動作を表す流れ図である。
【図７】座標算出処理を説明する図である。
【図８】センサユニットの別実施形態を示す図である。
【図９】多地点測定システムの別実施形態を示す図である。
【図１０】多地点測定システムの別実施形態を示す図である。
【図１１】センサユニットの別実施形態を示す図である。
【図１２】センサユニットの別実施形態を説明する図である。
【図１３】位置情報収集動作の別実施形態を表す流れ図である。
【図１４】多地点測定システムの別実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本件開示の多地点測定データ取得装置および多地点測定システムおよび多地点測定データ取得方法の実施形態について詳細に説明する。
(多地点測定システムの一実施形態)
図１に、多地点測定システムの一実施形態を示す。
【００１５】
図１に示した例では、多地点測定システムは、複数のセンサユニット１０１と伝送路１０２と多地点測定データ取得装置１１０とを有している。図１に示した複数のセンサユニット１０１は、一本の伝送路１０２に物理的に近接されて固定されている。なお、図１において、個々のセンサユニット１０１を伝送路１０２に固定するための保持具の図示は省略した。
【００１６】
また、図１に示した例では、伝送路１０２として、例えば、単線式あるいは平行二線式給電線、同軸給電線、漏洩同軸ケーブルなどを含む高周波給電線を用いる。そして、各センサユニット１０１は、伝送路１０２から漏洩する高周波信号を受信することにより、多地点測定データ取得装置１１０からの信号を受け取る。また、各センサユニット１０１は、伝送路１０２に高周波信号を漏洩させることにより、多地点測定データ取得装置１１０に信号を送出する。
【００１７】
つまり、図１に示した各センサユニット１０１と多地点測定データ取得装置１１０との間の通信は、伝送路１０２とこの伝送路１０２と各センサユニット１０１との間の高周波漏洩を利用して行われる。このような構成では、各センサユニット１０１と伝送路１０２とを高周波漏洩による信号伝達が可能な程度に近接させて固定すればよい。
【００１８】
また、図１に示した多地点測定データ取得装置１１０は、情報抽出部１１１と配置推定部１１２と測定データ収集部１１７とを有している。図１に示した実施形態では、情報抽出部１１１は、送受信部１１３と要求送出部１１４と応答検出部１１５と伝送路長算出部１１６とを有している。また、配置推定部１１２は、配置情報テーブル１１８と、並べ替え部１１９とベクトル加算部１２０とを有している。
【００１９】
情報抽出部１１１に含まれる要求送出部１１４は、各センサユニット１０１に対して、位置情報の通知を要求する要求信号を送出する処理を行う。この要求信号は、送受信部１１３により、高周波漏洩を利用して、伝送路１０２に伝えられる。そして、この伝送路１０２により、上述した要求信号が、各センサユニット１０１に伝達される。また、上述した要求信号が送出された時刻ｔ１は、要求送出部１１４により、伝送路長算出部１１６に通知される。
【００２０】
また、各センサユニット１０１からの応答信号は、同様に、伝送路１０２からの高周波漏洩により、送受信部１１３に伝えられる。応答検出部１１５は、各センサユニット１０１からの応答信号が送受信部１１３に到来した時刻ｔ２と、応答信号に含まれる伝送路１０２の屈曲方向を示す情報を検出する。また、応答検出部１１５は、応答信号の到来時刻ｔ２を伝送路長算出部１１６に通知する。一方、屈曲方向を示す情報は、応答検出部１１５から配置推定部１１２に通知される。
【００２１】
伝送路長算出部１１６は、上述した要求信号の送出時刻ｔ１と応答信号の到来時刻ｔ２とに基づいて、応答信号を返したセンサユニット１０１と多地点測定データ取得装置１１０との間の伝送路長Ｌを算出する。例えば、伝送路長Ｌは、センサユニット１０１での応答までの遅延時間Δｔと、伝送路１０２における高周波信号の伝播速度ｖを用いて、式(１)のように表すことができる。なお、式(１)では、高周波信号の伝播速度ｖを、光速ｃと定数αとの積で置き換えて示した。
【００２２】
Ｌ＝(ｔ２−ｔ１−Δｔ)×(α×ｃ)／２ ・・・（１）
配置推定部１１２の配置情報テーブル１１８は、伝送路長算出部１１６によって算出された各センサユニット１０１までの伝送路長と、応答検出部１１５から通知された屈曲方向とを含む位置情報を保持する。例えば、配置情報テーブル１１８は、個々のセンサユニット１０１を識別するＩＤ(Identifier)に対応して、上述した位置情報を保持することができる。個々のセンサユニット１０１のＩＤは、例えば、多地点測定システムにおいて一意となるように予め設定しておくことができる。並べ替え部１１９は、配置情報テーブル１１８に格納された位置情報を、伝送路長に基づいて並べ替える。並べ替え部１１９は、例えば、伝送路長が短い順に、センサユニット１０１のＩＤと位置情報との組を並べ替えることができる。ベクトル加算部１２０は、並べ替えられた位置情報に基づいて、伝送路長の順に各センサユニット１０１と隣接するセンサユニット１０１との間の変位に対応するベクトルを求める。更に、ベクトル加算部１２０は、求めたベクトルを順次に加算することにより、各センサユニット１０１の２次元あるいは３次元の配置を示す座標を算出する。算出された座標は、センサユニット１０１のＩＤに対応して配置情報テーブル１１８に格納される。したがって、測定データ取得部１１７は、配置情報テーブル１１８を参照することにより、各センサユニット１０１の位置を示す配置情報を得ることができる。なお、各センサユニット１０１の配置を推定する処理の詳細については後述する。
【００２３】
測定データ取得部１１７は、上述した送受信部１１３を介して各センサユニット１０１から測定データを受け取る。これらの測定データは、測定データ取得部１１７において、上述した配置情報で示される各センサユニット１０１の位置と対応付けられる。
【００２４】
このように、図１に示したような情報抽出部１１１により、複数のセンサユニット１０１を圃場に設置した後に、各センサユニット１０１からの応答から個々のセンサユニット１０１の位置を特定するための情報を収集することができる。そして、収集した情報に基づいて、配置推定部１１２により、各センサユニット１０１の位置を求めることができる。
【００２５】
これにより、多数のセンサユニットを広大な圃場に設置する作業を省力化することが可能である。なぜなら、各センサユニット１０１を設置する際に、個々のセンサユニット１０１の位置を登録する作業を省略することができるからである。
【００２６】
また、高周波漏洩を利用した通信を行う構成では、各センサユニット１０１と伝送路１０２とを物理的に接続する必要はない。この特徴は、複数のセンサユニット１０１および伝送路１０２を圃場のように水分の多い環境に埋設する場合に、非常に有用である。なぜなら、各センサユニット１０１と伝送路１０２との間に防水性のコネクタなどの接合部を設ける必要がないからである。これにより、個々のセンサユニット１０１の低コスト化および信頼性の向上を図ることができる。
【００２７】
次に、上述したようにして収集された情報に基づいて、配置推定部１１２により、各センサユニット１０１の位置を推定する処理について説明する。
【００２８】
図２に、配置推定処理の一例を説明する図を示す。なお、図２に示した例では、各センサユニット１０１を符号Ｓ１〜Ｓ１０で示した。また、各センサユニット１０１の位置における伝送路１０２の屈曲方向は、当該センサユニット１０１に入ってくる伝送路１０２と出て行く伝送路１０２とのなす角を、反時計回りに測った値で示される。
【００２９】
図２(Ａ)に、センサユニットＳ１〜Ｓ１０および多地点測定データ取得装置１１０を有する多地点測定システムの配置例を示した。また、図２(Ｂ)に、各センサユニットＳ１〜Ｓ１０に対応して、応答に含まれる屈曲方向を示す角度と要求送出から応答が到達するまでの応答時間τ１〜τ１０を示した。なお、応答時間は、各センサユニットについて検出された要求信号の送出時刻ｔ１と応答信号の到来時刻ｔ２との差分(ｔ２−ｔ１)に相当する。
【００３０】
したがって、各センサユニットＳ１〜Ｓ１０に対応する応答時間τ１〜τ１０に基づいて、多地点測定データ取得装置１１０と各センサユニットＳ１〜Ｓ１０との間の伝送路長Ｌ１〜Ｌ１０を求めることができる。そして、例えば、伝送路長Ｌ２から伝送路長Ｌ１を差し引くことにより、センサユニットＳ１，Ｓ２間の伝送路長を求めることができる。また、センサユニットＳ１からの応答で示された屈曲方向により、センサユニットＳ２がセンサユニットＳ１から見てどの方向にあるかが分かる。これらの情報から、上述したベクトル加算部１２０は、センサユニットＳ１の位置を基準にして、センサユニットＳ２の位置を特定するベクトルを求めることができる。そして、ベクトル加算部１２０において、求めたベクトルを、センサユニットＳ１の位置を示す座標に加算することにより、センサユニットＳ２の位置を示す座標を求めることができる。同様の処理を、センサユニットＳ３〜Ｓ１０について繰り返すことにより、これらのセンサユニットＳ３〜Ｓ１０の位置を順次に特定することができる。
【００３１】
なお、図２に示した例では、センサユニットＳ１〜Ｓ１０は、同一平面上に配置されている。また、伝送路１０２は、センサユニット１０１の位置で９０度を単位として屈曲させて配置されている。この場合は、各センサユニット１０１の位置を推定する処理は、隣接するセンサユニット１０１との伝送路長を座標軸方向に加算あるいは減算する処理によって実現することができる。
【００３２】
上述した情報抽出部１１１による処理および配置推定部１１２による処理は、例えば、マイクロコントローラを有する多地点測定データ取得装置１１０によって実現することもできる。同様に、各センサユニット１０１にマイクロコントローラを設けて、屈曲方向を含む応答を送出する処理を制御することもできる。
(多地点測定システムの別実施形態)
図３に、多地点測定システムの別実施形態を示す。なお、図３に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００３３】
図３に示した多地点測定データ取得装置１１０は、マイクロコントローラ２０１とメモリ２０２と送受信部２１０とを有している。図３に示した送受信部２１０は、図１に示した送受信部１１３に相当する。
【００３４】
また、センサユニット１０１は、温度センサ２２１と水分センサ２２２と温度計測部２２３と土中水分計測部２２４とマイクロコントローラ２２５とメモリ２２６と送受信部２１０とを有している。なお、図３においては、一つのセンサユニット１０１について、一実施形態を示し、他のセンサユニット１０１についての図示は省略した。図示を省略したセンサユニット１０１も、図３に示したセンサユニット１０１と同様に構成することができる。
【００３５】
多地点測定データ取得装置１１０およびセンサユニット１０１にそれぞれの送受信部２１０は、いずれも、伝送路１０２に近接して配置されている。この送受信部２１０において、変調器２１１による変調によって生成された高周波信号は、増幅器２１２で増幅された後、送信アンテナ２１３によって送信される。この高周波信号は、高周波漏洩によって伝送路１０２に伝達される。また、伝送路１０２を介して伝送される高周波信号は、高周波漏洩によって送受信部２１０の受信アンテナ２１４に伝えられる。この受信アンテナ２１４に到達した受信信号は、増幅器２１５によって増幅された後に、復調器２１６によって復調される。
【００３６】
多地点測定データ取得装置１１０では、送受信部２１０の変調器２１１および復調器２１６は、マイクロコントローラ２０１に接続されている。センサユニット１０１では、送受信部２１０の変調器２１１および復調器２１６は、マイクロコントローラ２２５に接続されている。
【００３７】
また、センサユニット１０１において、温度センサ２２１の出力は、温度計測部２２３を介してマイクロコントローラ２２５に送られる。同様に、水分センサ２２２の出力も、土中水分計測部２２４を介してマイクロコントローラ２２５に送られる。なお、センサユニット１０１には、上述した温度センサ２２１、水分センサ２２２の他に、土壌の状態を表す様々なデータを取得するためのセンサを配置することができる。また、センサユニット１０１に配置するセンサの種類は、一つでもよいし、３つ以上でもよい。
【００３８】
また、センサユニット１０１に含まれるメモリ２２６は、ＩＤ保持部２２７を有している。ＩＤ保持部２２７に保持するＩＤとしては、例えば、シリアル番号などのセンサユニット１０１固有の識別情報を用いることができる。また、このメモリ２２６は、当該センサユニット１０１の位置における伝送路１０２の屈曲方向を示す角度情報を保持する角度情報保持部２２８を有している。角度情報保持部２２８に角度情報を設定する方法については、後述する。
【００３９】
マイクロコントローラ２２５は、センサユニット１０１に含まれる復調器２１６を介して受け取った要求信号に応じて、メモリ２２６に保持されたＩＤおよび角度情報を用いて応答信号を生成する。この応答信号は、センサユニット１０１に含まれる変調器２１１に入力される。
【００４０】
次に、多地点測定データ取得装置１１０のマイクロコントローラ２０１およびセンサユニット１０１のマイクロコントローラ２２５の処理により、位置情報を収集する動作について説明する。
【００４１】
図４に、位置情報収集動作を表す流れ図を示す。また、図５に、位置情報通知動作を表す流れ図を示す。図４、図５では、多地点測定データ取得装置１１０からの要求に応じて、要求で指定されたセンサユニット１０１が、角度情報を含む応答信号を返送する例を示す。
【００４２】
多地点測定データ取得装置１１０に含まれるマイクロコントローラ２０１は、まず、送受信部２１０を介して、複数のセンサユニット１０１を宛先として指定するＩＤの一つを含む要求信号を送出する(ステップ３０１)。マイクロコントローラ２０１は、例えば、メモリ２０２に準備されたセンサユニット１０１のＩＤのリストから順次に要求信号に含めるＩＤを選択することができる。なお、このようなＩＤのリストは、例えば、位置情報収集動作を開始する前に、多地点測定システムに登録される可能性のあるセンサユニット１０１について準備しておくことができる。
【００４３】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、ＩＤに対応するセンサユニット１０１からの応答時間の測定を開始する(ステップ３０２)。そして、指定されたセンサユニット１０１からの応答を検出したときに(ステップ３０３の肯定判定)、マイクロコントローラ２０１は、ステップ３０４に進む。
【００４４】
ステップ３０４で、マイクロコントローラ２０１は、上述した式(１)を用いて、応答時間から指定したＩＤに対応するセンサユニット１０１までの伝送路長を算出する。なお、式(１)を用いて応答時間から算出される伝送長の精度は、応答時間の測定精度によって制限される。したがって、多地点測定データ取得装置１１０および各センサユニット１０１に含まれる送受信部２１０は、高い精度で応答時間を計測することが可能なインパルス列を送受信する機能を有していることが望ましい。
【００４５】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、検出した応答に含まれている角度情報と、ステップ３０４で算出した伝送路長とを含む位置情報を、上述したＩＤに対応してメモリ２０２に保持する(ステップ３０５)。その後、処理は、ステップ３０６に進む。
【００４６】
一方、応答信号が検出されなかった場合に(ステップ３０３の否定判定)、マイクロコントローラ２０１は、宛先として指定したセンサユニット１０１は多地点測定システム内に存在しないと判断する。マイクロコントローラ２０１は、例えば、ステップ３０１で要求信号を送出してから所定の時間が経過しても応答信号が到来しなかった場合に、応答信号が検出されないと判断することができる。なお、上述した所定の時間は、多地点測定システムに用いられる伝送路１０２の全長に基づいて予め決定しておくことができる。ステップ３０３の否定判定の場合に、処理は、ステップ３０４，３０５をスキップして、ステップ３０６に進む。
【００４７】
ステップ３０６において、マイクロコントローラ２０１は、上述したＩＤのリストにある全てのセンサユニット１０１を宛先とする要求信号の送出が完了したか否かを判定する。まだ宛先として指定されていないセンサユニットがある場合に(ステップ３０６の否定判定)、マイクロコントローラ２０１は、ステップ３０１に戻って、処理を続行する。この際に、マイクロコントローラ２０１は、例えば、上述したＩＤのリストに従って、宛先ＩＤを更新する(ステップ３０７)。
【００４８】
上述したステップ３０１からステップ３０７を繰り返して実行していき、ＩＤのリストに含まれる全てのＩＤについての処理が完了したときに(ステップ３０６の肯定判定)、処理はステップ３０８に進む。
【００４９】
ステップ３０８で、マイクロコントローラ２０１は、メモリ２０２に保持した位置情報を伝送路長順に並べ替える。図３に示した多地点測定データ取得装置１１０の例のように、マイクロコントローラ２０１が上述したステップ３０８を実行する構成は、図１に示した並べ替え部１１９の一例である。
【００５０】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、図２を用いて説明したようにして、伝送路長と角度情報とに基づいて、各センサユニットの位置を示す座標を算出する(ステップ３０９)。なお、座標を算出する方法の具体例は後述する。
【００５１】
そして、各センサユニット１０１について算出された座標を、マイクロコントローラ２０１が、それぞれのＩＤに対応してメモリ２０２に保持していくことにより、複数のセンサユニット１０１の配置を示す配置情報を生成することができる(ステップ３１０)。
【００５２】
一方、センサユニット１０１に含まれるマイクロコントローラ２２５は、センサユニット１０１の設置時に、角度情報をメモリ２２６の角度情報保持部２２８に設定する(図５のステップ３１１)。
【００５３】
その後、ステップ３１２を繰り返して要求信号の到来を待ち受ける。伝送路１０２を伝播する要求信号が到来したときに(ステップ３１２の肯定判定)、送受信部２１０の復調器２１６から、ＩＤを含む要求信号がマイクロコントローラ２２５に渡される。
【００５４】
これに応じて、マイクロコントローラ２２５により、要求信号から宛先を示すＩＤが抽出される(ステップ３１３)。そして、抽出されたＩＤとメモリ２２６のＩＤ保持部２２７に保持された自装置のＩＤとが一致しない場合に(ステップ３１４の否定判定)、マイクロコントローラ２２５は、要求信号は自装置宛でないと判断する。この場合に、処理は、ステップ３１２に戻って、新たな要求信号を待ち受ける処理が続行される。
【００５５】
一方、抽出されたＩＤとメモリ２２６のＩＤ保持部２２７に保持された自装置のＩＤとが一致した場合に(ステップ３１４の肯定判定)、マイクロコントローラ２２５は、要求信号は自装置宛であると判断する。この場合に、マイクロコントローラ２２５は、メモリ２２６に保持された角度情報を含む応答信号を生成する。そして、生成された応答信号は、送受信部２１０を介して送出される(ステップ３１５)。
【００５６】
上述したようにして、多地点測定データ取得装置１１０と各センサユニット１０１との間で要求信号と応答信号とを授受することにより、各センサユニット１０１の設置後に、個々のセンサユニット１０１の配置情報を収集することができる。
【００５７】
なお、配置情報に含まれる各センサユニット１０１の座標は、次に説明するようにして算出することができる。
【００５８】
図６に、座標算出動作を表す流れ図を示す。また、図７に、座標算出処理を説明する図を示す。なお、図６，７において、伝送路長の短い順にｊ番目のセンサユニットを符号Ｓ(ｊ)で示す。また、このｊ番目のセンサユニットに対応する位置情報を、角Ａ(ｊ)と伝送路長Ｌ(ｊ)で示す。
【００５９】
図６に示したステップ３２１で、マイクロコントローラ２０１は、座標Ｐ(ｘ，ｙ)に初期値を設定する。また、このとき、変数ｊに初期値１が設定される。更に、上述した座標Ｐ(ｘ，ｙ)が、多地点測定データ取得装置１１０に最も近いセンサユニットＳ(１)の位置としてメモリ２０２に保存される。
【００６０】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、ｊ番目、ｊ＋１番目のセンサユニットに対応してメモリ２０２に保持された伝送路長Ｌ(ｊ)、Ｌ(ｊ＋１)の差分Ｄ(ｊ)を算出する(ステップ３２２)。この差分Ｄ(ｊ)は、ｊ番目のセンサユニットとｊ＋１番目のセンサユニットとの間の距離を示している。
【００６１】
次に、マイクロコントローラ２０１は、この差分Ｄ(ｊ)とｊ番目のセンサユニットに対応してメモリ２０２に保持された角Ａ(ｊ)とに基づいて、ｊ番目のセンサユニットからｊ＋１番目のセンサユニットに向かうベクトルＶ(ｘｊ，ｙｊ)を求める(ステップ３２３)。
【００６２】
例えば、図７に示した例では、センサユニットＳ(１)の位置を原点とする座標軸が、このセンサユニットＳ(１)に入る伝送路１０２の方向とＸ軸の向きとが一致するように配置されている。このように、多地点測定データ取得装置１１０に最も近いセンサユニットＳ(１)の位置を基準とすれば、このセンサユニットＳ(１)に対応する角Ａ(１)に基づいて、センサユニットＳ(１)からセンサユニットＳ(２)に向かうベクトルＶ(ｘ１，ｙ１)とｘ軸とのなす角θ(１)を求めることができる。この角θ(１)と、このベクトルＶ(ｘ１，ｙ１)の長さは、センサユニットＳ(１)，Ｓ(２)に対応する伝送路長Ｌ(１)，Ｌ(２)の差分Ｄ(１)とを用いれば、ベクトル(ｘ１，ｙ１)を算出することができる。同様にして、ｊ番目のセンサユニットＳ(ｊ)からｊ＋１番目のセンサユニットに向かうベクトルＶ(ｘｊ，ｙｊ)を求めることができる。
【００６３】
このようにして求めたベクトルＶ(ｘｊ，ｙｊ)は、マイクロコントローラ２０１により、上述した座標Ｐ(ｘ，ｙ)に加算される(ステップ３２４)。例えば、ステップ３２１で初期値が設定された座標Ｐ(ｘ，ｙ)に、センサユニットＳ(１)からセンサユニットＳ(２)に向かうベクトルＶ(ｘ１，ｙ１)を加算することにより、センサユニットＳ(２)の位置を示す座標を得ることができる。同様にして、座標Ｐ(ｘ，ｙ)がｊ番目のセンサユニットの位置を示す場合に、この座標Ｐ(ｘ，ｙ)にベクトルＶ(ｘｊ，ｙｊ)を加算することにより、ｊ＋１番目のセンサユニットの位置を示す座標を算出することができる。
【００６４】
このようにマイクロコントローラ２０１がステップ３２２〜ステップ３２４の処理を行う構成は、図１に示したベクトル加算部１２０の一例である。
【００６５】
ステップ３２４の加算結果として得られた座標Ｐ(ｘ，ｙ)は、マイクロコントローラ２０１により、センサユニットＳ(ｊ＋１)の位置としてメモリ２０２に保存される(ステップ３２５)。
【００６６】
その後、マイクロコントローラ２０１は、全てのセンサユニット１０１についての処理が完了したか否かを判定する(ステップ３２６)。例えば、応答信号を検出したセンサユニットの数Ｎと変数ｊとを比較することにより、マイクロコントローラ２０１は、ステップ３２６の判定を行うことができる。
【００６７】
ステップ３２６の否定判定の場合に、マイクロコントローラ２０１は、変数ｊを更新した上で、ステップ３２２に戻り、次に多地点測定データ取得装置１１０に近いセンサユニット１０１の位置に基づく処理を行う。
【００６８】
上述したステップ３２２〜ステップ３２７の処理を繰り返すことにより、多地点測定データ取得装置１１０に近い順に、各センサユニット１０１の位置を特定することができる。そして、全てのセンサユニット１０１について位置の特定が完了したときに、ステップ３２６の肯定判定として、マイクロコントローラ２０１は、位置情報収集処理を終了する。
【００６９】
このようにして、本件開示の多地点測定システムによれば、複数のセンサユニット１０１を設置した後に、個々のセンサユニット１０１の位置情報を収集することができる。したがって、本件開示の多地点測定システムによれば、個々のセンサユニット１０１を設置する際に、位置情報を個別に登録するなどの煩雑な作業を行う必要がない。このような特徴は、大規模な圃場に多数のセンサユニット１０１をまとめて設置する場合などに非常に有用である。
【００７０】
また、上述した配置推定処理により、各センサユニット１０１の３次元における配置を推定することもできる。この場合に、多地点測定データ取得装置１１０は、例えば、隣接するセンサユニット１０１の設置位置と高さが異なる位置に設置されたセンサユニット１０１から高さの変化を示す情報の通知を受ければよい。そして、配置推定部１１２により、高さの変化が通知されたセンサユニットよりも伝送路長が長い各センサユニット１０１の座標について、高さの変化分を反映することにより、各センサユニット１０１の３次元における配置を示す座標を算出することができる。
【００７１】
なお、個々のセンサユニット１０１のメモリ２２６に角度情報を設定する方法としては、次に説明するような方法が考えられる。
(センサユニットの別実施形態)
図８に、センサユニットの別実施形態を示す。なお、図８に示した構成要素のうち、図１および図３に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００７２】
図８(Ａ)は、センサユニット１０１の別実施形態の平面図である。また、図８(Ｂ)は、センサユニット１０１の別実施形態の右側面図である。また、図８(Ｃ)は、センサユニット１０１の別実施形態の正面図である。
【００７３】
図８に示した例では、センサユニット１０１に含まれる制御用回路部２３０は、防水性を有するケースに封入されている。このケースの上面には、伝送路１０２として用いられる同軸ケーブルなどが収まる程度の幅を有する溝２３１が形成されている。図８に示した例では、この溝２３１は、ケースの中央部で直交するように形成されている。なお、ケース内に封入されている制御用回路部２３０は、図３に示した温度計測部２２３と土中水分計測部２２４とマイクロコントローラ２２５とメモリ２２６と送受信部２１０の一部とを含んでいる。
【００７４】
また、上述した溝２３１のケースの外周部に近い位置には、ツメ状の伝送路保持部２３２が設けられている。この伝送路保持部２３２は、溝２３１に伝送路１０２が押し込まれたときに、この伝送路１０２を押し込まれた状態に保持する。更に、図８に示した例のように、ネジ留め式のカバー２３３で抑えることにより、伝送路１０２を溝２３１内に安定的に保持することもできる。
【００７５】
このように、センサユニット１０１の上面に伝送路１０２を保持するための機構により、センサユニット１０１の位置において、伝送路１０２が例えば９０度単位で屈曲された状態を維持させることができる。図８(Ａ)に示した例では、センサユニット１０１に入ってくる伝送路１０２と出て行く伝送路１０２とのなす角は１８０度である。一方、図８(Ｄ)に、センサユニット１０１に入ってくる伝送路１０２と出て行く伝送路１０２とが、２７０度をなしている例を示した。
【００７６】
また、図８(Ａ)に示すように、センサユニット１０１の溝２３１の一つに設けられた伝送路保持部２３２に対応して、センサユニット１０１に伝送路１０２を入れる方向を示すマークを付しておくこともできる。なお、図８(Ａ)の例では、上述したマークとして、向き合った黒い三角形が付されている。そして、このマークで示された溝２３１に対応する位置に、センサユニット１０１の送受信アンテナ２３４を配置することができる。なお、この送受信アンテナ２３４は、図３に示した送信アンテナ２１３と受信アンテナ２１４を含んでいる。センサユニット１０１の設置の際に、このマークに従って伝送路１０２が挿入されれば、センサユニット１０１に含まれる送受信アンテナ２３４と伝送路１０２とは自動的に近接して配置される。
【００７７】
更に、上述した溝２３１に伝送路１０２を機械的に押し込む操作により、センサユニット１０１の位置における伝送路１０２の屈曲方向を示す角度情報をセンサユニット１０１内のメモリ２２６(図３参照)に設定することもできる。
【００７８】
例えば、図８(Ｂ)に示した方向情報生成部２３６は、十字状の溝２３１の各分岐に設けられたスイッチ２３５とマイクロコントローラ(ＭＣ：Micro-Controller)２２５とを有している。これらのスイッチ２３５は、例えば、図８(Ａ)，(Ｄ)に示すように、伝送路保持部２３２に対応して、伝送路１０２の挿入に伴って操作されるように設けることができる。そして、これらのスイッチ２３５が操作されたか否かを示す情報は、マイクロコントローラ２２５によって収集される。収集した情報と上述した溝２３１における各分岐の位置関係に基づいて、マイクロコントローラ２２５は、センサユニット１０１に挿入された伝送路１０２の屈曲方向を示す角度情報を生成することができる。このようにして生成された角度情報は、メモリ２２６の角度情報保持部２２８に保持される。
【００７９】
なお、センサユニット１０１のケースに形成する溝２３１の形状は、図８に示した十字状に限定されない。例えば、ケースの中央部からＮ(Ｎは自然数)方向に分岐するような溝を形成することもできる。更に、例えば、多地点測定データ取得装置１１０から遠い側で溝が多数に分岐するように、溝の分岐を非対称に配置することもできる。
【００８０】
また、ケースを窪ませて溝２３１を形成する代わりに、例えば、ケースの上面に伝送路１０２を保持し、かつ、上面と平行な平面状で自由に屈曲可能なガイドを設けることもできる。そして、このガイドを屈曲させる機構を利用して、制御用回路部２３１に含まれるマイクロコントローラ２２５に、伝送路１０２の屈曲方向を示す角度情報を取得させることも可能である。
【００８１】
図６および図７を用いて説明した座標算出処理は、各センサユニット１０１から通知される角度情報が直角を単位とする以外の任意の角度を示している場合にも適用可能である。したがって、本件開示の多地点測定システムは、不規則な形状の圃場に、不規則に設置された複数のセンサユニット１０１から通知される応答信号に基づいて、個々のセンサユニット１０１の位置情報を収集することができる。
【００８２】
図９に、多地点測定システムの別実施形態を示す。なお、図９に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。また、図９において、各センサユニット１０１は、多地点測定データ取得装置１１０に近い順の番号と符号Ｓとを組み合わせた符号Ｓ１〜Ｓ１１を付した白丸あるいは黒丸で示されている。
【００８３】
図９に示したセンサユニットＳ１〜Ｓ１１のうち、角度情報が１８０度であるセンサユニットＳ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１１は、黒丸で示されている。一方、図９において白丸で示されたセンサユニットＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１０の角度情報は、それぞれ符号Ａと対応する番号とを組み合わせた符号で示されている。
【００８４】
ここで、ｊ番目のセンサユニットＳｊの角度情報が１８０度である場合に、このセンサユニットＳｊの前後で、伝送路１０２の方向は変化しない。つまり、多地点測定データ取得装置１１０のマイクロコントローラ２０１は、センサユニットＳｊ＋１までの距離とセンサユニットＳｊにいたる伝送路１０２の方向とに基づいて、センサユニットＳｊ＋１の位置を算出することができる。
【００８５】
したがって、図９に黒丸で示したセンサユニットＳ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１１は、多地点測定データ取得装置１１０からの要求信号に対して、角度情報を省略した応答信号を返すことができる。
【００８６】
また、複数本の伝送路１０２に沿ってセンサユニット１０１を直線的に配置することもできる。この場合は、これらのセンサユニット１０１と多地点測定データ取得装置１１０との間の伝送路長に基づいて、各センサユニット１０１の２次元的な配置を特定することができる。
【００８７】
図１０に、多地点測定システムの別実施形態を示す。なお、図１０に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００８８】
図１０に示した多地点測定データ取得装置１１０は、スイッチ１０３を介して、ｍ本の伝送路１０２に接続されている。このスイッチ１０３は、多地点測定データ取得装置１１０に接続された端子Ｔ０を、ｍ本の伝送路１０２にそれぞれ対応する端子Ｔ１〜Ｔｍのいずれかに接続する。スイッチ１０３における接続端子の切り替えは、多地点測定データ取得装置１１０からの指示に応じて行うことができる。
【００８９】
ｍ本の伝送路１０２には、それぞれｎ個のセンサユニット１０１が固定されている。なお、図１０において、端子Ｔｊに対応する伝送路１０２に固定されたｋ番目のセンサユニットを符号Ｓｊｋを付して示した。
【００９０】
図１０に示した多地点測定データ取得装置１１０は、スイッチ１０３により、端子Ｔ０とＴｊとを接続させた状態で、ｊ番目の伝送路１０２に固定されたセンサユニットＳｊ１〜Ｓｊｎによって返される応答信号を収集することができる。そして、これらの応答信号に対応する応答時間に基づいて、これらのセンサユニットＳｊ１〜Ｓｊｎまでの伝送路長が算出される。
【００９１】
また、図１０の例では、各伝送路１０２が互いに平行に設置されている。そして、スイッチ１０３によってｍ本の伝送路１０２が収束されている地点に向かう各伝送路１０２の方向とセンサユニット１０１が固定されている区間の伝送路１０２の方向とは直交している。このような配置の場合に、例えば、各伝送路１０２の設置間隔と各センサユニットについて得られた伝送路長とに基づいて、個々のセンサユニットの配置を特定することができる。
【００９２】
このように、伝送路１０２を直線的に設置する場合には、この伝送路１０２に沿って固定される各センサユニット１０１は、ＩＤ情報のみを含んだ応答信号を返送すればよい。つまり、各センサユニット１０１において、角度情報の設定や送出にかかわる機能を省略することができる。
【００９３】
なお、センサユニット１０１が固定された伝送路１０２を設置する際には、例えば、圃場に設けられた畝などに沿って伝送路１０２を埋設する方法を採ることができる。このような場合には、伝送路１０２およびセンサユニット１０１を埋設した後に、畝の間隔を測定することにより、伝送路１０２相互の間隔を得ることができる。
【００９４】
したがって、図１０に示したような複数本の伝送路１０２を収束させて用いる構成を有する多地点測定システムにおいても、個々のセンサユニット１０１を設置する際に位置登録などの煩雑な作業は不要である。
【００９５】
ところで、各センサユニット１０１からの応答時間に基づいて、多地点測定データ取得装置１１０と各センサユニット１０１との間の伝送路長を算出する代わりに、各センサユニット１０１から伝送路長を示す情報を含む応答信号を返すことも可能である。
(センサユニットの別実施形態)
図１１に、センサユニットの別実施形態を示す。なお、図１１に示した構成要素のうち、図３に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００９６】
図１１に示した伝送路１０２には、例えば、所定の間隔で伝送路１０２の一端からの長さを示す長さマーク１０４が付けられている。更に、図１１の伝送路１０２のセンサユニット１０１が固定された箇所には、伝送路の屈曲方向を示す屈曲角マーク１０４がつけられている。
【００９７】
また、図１１に示したセンサユニット１０１は、光学センサ２４１を有している。この光学センサ２４１は、長さマーク読み取り部２４２と屈曲角マーク読み取り部２４３とを含んでいる。そして、長さマーク読み取り部２４２による読み取り結果は、メモリ２２６にも受けられた伝送路長保持部２４４に保持される。また、屈曲角マーク読み取り部２４３による読み取り結果で示される角度情報は、角度情報保持部２２８に保持される。
【００９８】
図１２に、センサユニットの別実施形態を説明する図を示す。なお、図１２に示した構成要素のうち、図３および図１１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００９９】
図１２(Ａ)に、センサユニット１０１に含まれる光学センサ２４１と伝送路１０２との配置例を示す。また、図１２(Ｂ)、(Ｃ)に、長さマーク１０４および屈曲角マーク１０５の配置例を示す。
【０１００】
図１２(Ａ)に示した例では、センサユニット１０１の制御用回路部２３０が収められたケースに紙面内の左右方向に設けられた溝２３１に対応して光学センサ２４１が配置されている。例えば、上述した溝２３１の一部に透明部材等で形成された窓を設けることにより、ケース内の光学センサ２４１に長さマーク１０４および屈曲角マーク１０５を読み取らせることができる。
【０１０１】
また、図１２(Ｂ)に示した長さマーク１０４の例は、例えば０．１ｍ間隔で、伝送路１０２の一端からの長さを表す数値を、伝送路１０２として用いられる同軸ケーブルの被覆膜に印刷したものである。なお、図１２(Ｂ)に示した例では、同軸ケーブルの周方向に複数回にわたって長さを示す数値が印刷されている。このような長さマーク１０４が適用される場合に、図１１に示した長さマーク読取部２４２は、上述した窓を介して伝送路１０２の皮膜に印刷されたいくつかの数字を読み取ることができる。そして、長さマーク読取部２４２により、この読み取り結果に対応する伝送路長を表す伝送路長データが生成される。この伝送路長データは、伝送路長保持部２４４に保持される。
【０１０２】
図１２(Ｃ)に示した長さマーク１０４の例は、伝送路１０２の一端からの長さを示すバーコードを、伝送路１０２として用いられる同軸ケーブルの被覆膜に印刷したものである。バーコードに含まれる各バーは、同軸ケーブルの周方向に一周するように印刷することができる。このような長さマーク１０４が適用される場合に、図１１に示した長さマーク読取部２４２は、上述した窓を介して伝送路１０２の皮膜に印刷されたバーコードを読み取ることができる。そして、長さマーク読取部２４２により、読み取ったバーコードに対応する伝送路長を表す伝送路長データが生成される。この伝送路長データは、伝送路長保持部２４４に保持される。
【０１０３】
このような長さマーク１０４を有する伝送路１０２を用いた多地点測定システムでは、各センサユニット１０１は、光学センサ２４１によって長さマーク１０４が読み取り可能な配置で固定される。したがって、このような多地点測定システムでは、多地点測定データ取得装置１１０が各センサユニット１０１に対応する伝送路長の精度は、長さマーク１０４が同軸ケーブルの皮膜に印刷される際の印刷位置の精度と同等の精度となる。
【０１０４】
図１２(Ｂ)，(Ｃ)に示した屈曲角マーク１０５の例は、伝送路１０２の屈曲角を表す色のテープを、伝送路１０２として用いられる同軸ケーブルの被覆膜に巻きつけたものである。屈曲角に対応するテープの色は、例えば、９０度ごとなどに予め決定しておくことができる。また、伝送路１０２がセンサユニット１０１の位置で屈曲させられていない場合には、屈曲角マーク１０５の付加を省略することもできる。
【０１０５】
このような屈曲角マーク１０５を用いる場合に、センサユニット１０１に含まれる屈曲角マーク読取部２４３は、屈曲角マーク１０５として付されたテープの色を識別する。そして、識別された色に対応する角度情報が、屈曲角マーク読取部２４３によって生成される。図１１に示したセンサユニット１０１の例のように、屈曲マーク読取部２４３によって上述した屈曲マーク１０５を読み取る構成は、方向情報生成部の別の一例である。この屈曲角マーク読取部２４３で生成された角度情報は、角度情報保持部２２８に保持される。なお、屈曲角マーク１０５が省略されている場合に、屈曲角マーク読取部２４３は、同軸ケーブルの皮膜の色に対応する読取結果に基づいて、屈曲角が１８０度である旨の角度情報を生成することができる。このようにして生成された角度情報は、角度情報保持部２２８に保持される。
【０１０６】
図１１に示したセンサユニット１０１に含まれるマイクロコントローラ２２５は、多地点測定データ取得装置１１０から自装置のＩＤを含む要求信号を受け取ったときに、角度情報とともに伝送路長データを含む応答信号を生成する。このとき、マイクロコントローラ２２５は、角度情報によって屈曲角が１８０度であることが示されているか否かを判定し、肯定判定の場合には、角度情報を省略することができる。
【０１０７】
また、図１１に示したようなセンサユニット１０１からの応答信号に応じて、多地点測定データ取得装置１１０のマイクロコントローラ２０１は、以下に述べるようにして、配置情報を収集することができる。
【０１０８】
図１３に、位置情報収集動作の別実施形態を表す流れ図を示す。なお、図１３に示した構成要素のうち、図４に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１０９】
図１３に示した流れ図では、図４に示したステップ３０２とステップ３０４の代わりに、ステップ３０３の肯定判定のときに、ステップ３３１が実行される。ステップ３３１において、マイクロコントローラ２０１は、応答信号から伝送路長Ｌを示す伝送路長データを検出する。
【０１１０】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、応答信号に角度情報が含まれているか否かを判定する(ステップ３３２)。応答信号から角度情報を検出できなかった場合に(ステップ３３２の否定判定)、マイクロコントローラ２０１は、ＩＤで示されるセンサユニット１０１に対応する屈曲角Ａは１８０度である旨の角度情報を生成する(ステップ３３３)。
【０１１１】
このステップ３３３の終了後および上述したステップ３３２の肯定判定の場合に、処理は、ステップ３０５に進む。そして、このステップ３０５において、マイクロコントローラ２０１により、上述したようにして得られた伝送路長および角度情報がメモリ２０２に保持される。
【０１１２】
なお、図１２(Ｂ)，(Ｃ)に例示したような長さマーク１０４と、図８に示した溝２３１に設けられたスイッチを利用して角度情報を取得する仕組みとを組み合わせて適用することもできる。
【０１１３】
また一方、複数のセンサユニット１０１の伝送路上での配置位置を、伝送路１０２の一端から所定の長さＤの倍数で示される位置に限定することもできる。
【０１１４】
図１４に、多地点測定システムの別実施形態を示す。なお、図１４に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。また、図１４において、各センサユニット１０１は、多地点測定データ取得装置１１０に近い順の番号と符号Ｓとを組み合わせた符号Ｓ１〜Ｓ９を付した白丸で示されている。
【０１１５】
例えば、伝送路１０２には、多地点測定データ取得装置１１０に接続されているほうの一端から、所定の長さＤごとに設置位置マークを付けておくことができる。なお、この所定の長さＤは、圃場に設けられる畝の間隔などに基づいて決定することができる。そして、センサユニット１０１を設置する際に、例えば、この設置位置マークのいずれかをセンサユニット１０１のケースの中心とを一致させるように、センサユニット１０１を伝送路１０２に固定することができる。
【０１１６】
このようにして、各センサユニット１０１までの伝送路長を、上述した所定の長さＤの倍数に限定することができる。このような限定が成り立つ場合は、応答時間の測定精度が制限される場合でも、個々のセンサユニット１０１に対応する伝送路長を高い精度で特定することができる。つまり、応答時間の測定結果に基づいて、長さマーク１０４を読み取るための光学センサ２４１を設けた場合と同等の精度の位置情報を取得することが可能である。
【０１１７】
以上の説明に関して、更に、以下の各項を開示する。
(付記１)
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置から前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、
前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部と
を有することを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記２)
付記１に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記情報抽出部は、
前記各センサユニットとともに地中に埋設された前記伝送路を介して所定の周波数の信号を伝送する際の漏洩信号を検出する信号検出部を有し、
前記所定の周波数の信号は、前記伝送路が埋設された地中に漏洩した際に、前記複数のセンサユニットと前記多地点測定データ取得装置との最短距離よりも短い距離の伝播によって減衰する特性を有する
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記３)
付記１または付記２に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記情報抽出部は、
前記伝送路を介して、前記各センサユニット宛に前記応答を要求する要求信号を送出する要求送出部と、
前記要求信号が送出されてから、当該要求信号の宛先の前記センサユニットから前記応答が返されるまでの時間に基づいて、前記宛先のセンサユニットまでの前記伝送路長を算出する伝送路長算出部とを有する
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記４)
付記１乃至付記３のいずれか一に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記情報抽出部は、前記複数のセンサユニットの一つから返される応答に前記伝送路の屈曲方向に関する情報が省略されている場合に、当該センサユニットに至る伝送路の方向と当該センサユニットを出る伝送路の方向とが同一である旨の情報を抽出する
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記５)
付記１乃至付記４のいずれか一に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記配置推定部は、
前記各センサユニットと前記伝送路の一端までの伝送路長が短い順に、前記各センサユニットの配置位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報と前記各センサユニットの識別情報とを並べ替える並べ替え部と、
前記並べ替え部によって決定された順序に従ってｊ番目のセンサユニットに対応する伝送路長Ｄｊとｊ＋１番目のセンサユニットに対応する伝送路長Ｄｊ＋１の差分を長さとし、前記ｊ番目のセンサユニットからの応答に含まれる屈曲方向に関する情報で示される方向を有するベクトルを前記ｊ番目のセンサユニットの位置に加算することで、前記ｊ＋１番目のセンサユニットの位置を算出するベクトル加算部とを有する
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記６)
付記１乃至付記５のいずれか一に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記各センサユニットから返される応答に含まれる前記伝送路の屈曲方向に関する情報は、前記各センサユニットの設置位置の高さを隣接して設定された別のセンサユニットの高さを基準として示す情報を含む
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記７)
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、
前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを有する
ことを特徴とする多地点測定システム。
(付記８)
付記７に記載の多地点測定システムにおいて、
前記複数のセンサユニットは、
前記伝送路が当該センサユニットに到達する方向と前記センサユニットから出る方向とを固定するように前記伝送路を保持する伝送路保持部と、
前記伝送路保持部によって前記伝送路が保持された方向を示す情報に基づいて、前記伝送路の前記センサユニットの位置における屈曲方向を示す情報を生成する方向情報生成部とを有する
ことを特徴とする多地点測定システム。
(付記９)
付記７に記載の多地点測定システムにおいて、
前記複数のセンサユニットは、前記伝送路の一端からの長さが所定の長さの整数倍となる位置に固定される
ことを特徴とする多地点測定システム。
(付記１０)
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答を収集し、
収集した前記応答から、前記各センサユニットが固定された位置から前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出し、
抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットそれぞれによって測定データが取得される位置を推定する
ことを特徴とする多地点測定データ取得方法。
【符号の説明】
【０１１８】
１０１…センサユニット；１０２…伝送路；１０３，２３５…スイッチ；１０４…長さマーク；１０５…屈曲角マーク；１１０…多地点測定データ取得装置；１１１…情報抽出部；１１２…配置推定部；１１３，２１０…送受信部；１１４…要求送出部；１１５…応答検出部；１１６…伝送路長算出部；１１７…測定データ収集部；１１８…配置情報保持部；１１９…並べ替え部；１２０…ベクトル加算部；２０１，２２５…マイクロコントローラ；２０２，２２６…メモリ；２１１…変調器；２１２，２１５…増幅器；２１３…送信アンテナ；２１４…受信アンテナ；２１６…復調器；２２１…温度センサ；２２２…水分センサ；２２３…温度計測部；２２４…土中水分計測部；２２７…ＩＤ保持部；２２８…角度情報保持部；２３０…制御用回路部；２３１…溝；２３２…伝送路保持部；２３３…カバー；２３４…送受信アンテナ；２３６…方向情報生成部；２４１…光学センサ；２４２…長さマーク読取部；２４３…屈曲角マーク読取部；２４４…伝送路長保持部
【技術分野】
【０００１】
本件開示は、複数地点における測定結果を取得するための多地点測定データ取得装置および多地点測定システムおよび多地点測定データ取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる畑などの圃場を適切に管理するために、水分量や肥料濃度などを測定するセンサを圃場内の多数の地点に設置して、多数の地点における測定データを取得する多地点測定システムが提案されている。
【０００３】
このような多地点測定システムでは、設置された各センサの位置を把握した上で、それぞれの位置における測定データを取得することが望ましい。
【０００４】
多地点測定システムに含まれる各センサの設置位置を把握するための技術としては、設置時に個々のセンサの位置情報を登録する方法が提案されている(特許文献１参照)。また、センサで得られた測定データを収集する技術として、様々な手法が提案されている。その一つは、各センサから送出される無線信号を測定データ取得装置で受信する手法である(特許文献１，２参照)。また、各センサと測定データ取得装置とを接続するシリアルケーブルを介して収集する手法などが提案されている(特許文献３参照)。なお、複数のセンサによる測定データを、１本のケーブルによって集約的に収集する技術も提案されている(特許文献３参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８５０５９号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３７０５号公報
【特許文献３】特公平７−１２０４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
広い圃場に多数のセンサユニットを設置する際に、個々のセンサユニットの設置場所を登録する作業は、ＧＰＳ(Global Positioning System)などの位置特定サービスを援用したとしても煩雑である。また、各センサユニットから測定データを含む無線信号を送信させるためには、個々のセンサユニットのアンテナ部分は少なくとも地上に露出させておく必要がある。しかしながら、このように地上に露出した部分があると、圃場での作業に支障がある場合がある。
【０００７】
本件開示の装置および方法は、圃場に埋設された複数のセンサユニットの位置を設置後に収集可能な多地点測定データ取得装置および多地点測定システムおよび多地点測定データ取得方法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】
【０００８】
上述した目的は、以下に開示する多地点測定データ取得装置、多地点測定システムおよび多地点測定方法によって達成することができる。
【０００９】
一つの観点による多地点測定データ取得装置は、１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端との距離と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを有する。
【００１０】
また、別の観点による多地点測定システムは、１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットと、前記複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端との距離と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを有する。
【００１１】
また、別の観点による多地点測定方法は、１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答を収集し、収集した前記応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端との距離と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出し、抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットそれぞれによって測定データが取得される位置を推定する。
【発明の効果】
【００１２】
本件開示の装置および方法によれば、圃場に埋設された複数のセンサユニットの位置を設置後に収集可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】多地点測定システムの一実施形態を示す図である。
【図２】配置推定処理の一例を説明する図である。
【図３】多地点測定システムの別実施形態を示す図である。
【図４】位置情報収集動作を表す流れ図である。
【図５】位置情報通知動作を表す流れ図である。
【図６】座標算出動作を表す流れ図である。
【図７】座標算出処理を説明する図である。
【図８】センサユニットの別実施形態を示す図である。
【図９】多地点測定システムの別実施形態を示す図である。
【図１０】多地点測定システムの別実施形態を示す図である。
【図１１】センサユニットの別実施形態を示す図である。
【図１２】センサユニットの別実施形態を説明する図である。
【図１３】位置情報収集動作の別実施形態を表す流れ図である。
【図１４】多地点測定システムの別実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本件開示の多地点測定データ取得装置および多地点測定システムおよび多地点測定データ取得方法の実施形態について詳細に説明する。
(多地点測定システムの一実施形態)
図１に、多地点測定システムの一実施形態を示す。
【００１５】
図１に示した例では、多地点測定システムは、複数のセンサユニット１０１と伝送路１０２と多地点測定データ取得装置１１０とを有している。図１に示した複数のセンサユニット１０１は、一本の伝送路１０２に物理的に近接されて固定されている。なお、図１において、個々のセンサユニット１０１を伝送路１０２に固定するための保持具の図示は省略した。
【００１６】
また、図１に示した例では、伝送路１０２として、例えば、単線式あるいは平行二線式給電線、同軸給電線、漏洩同軸ケーブルなどを含む高周波給電線を用いる。そして、各センサユニット１０１は、伝送路１０２から漏洩する高周波信号を受信することにより、多地点測定データ取得装置１１０からの信号を受け取る。また、各センサユニット１０１は、伝送路１０２に高周波信号を漏洩させることにより、多地点測定データ取得装置１１０に信号を送出する。
【００１７】
つまり、図１に示した各センサユニット１０１と多地点測定データ取得装置１１０との間の通信は、伝送路１０２とこの伝送路１０２と各センサユニット１０１との間の高周波漏洩を利用して行われる。このような構成では、各センサユニット１０１と伝送路１０２とを高周波漏洩による信号伝達が可能な程度に近接させて固定すればよい。
【００１８】
また、図１に示した多地点測定データ取得装置１１０は、情報抽出部１１１と配置推定部１１２と測定データ収集部１１７とを有している。図１に示した実施形態では、情報抽出部１１１は、送受信部１１３と要求送出部１１４と応答検出部１１５と伝送路長算出部１１６とを有している。また、配置推定部１１２は、配置情報テーブル１１８と、並べ替え部１１９とベクトル加算部１２０とを有している。
【００１９】
情報抽出部１１１に含まれる要求送出部１１４は、各センサユニット１０１に対して、位置情報の通知を要求する要求信号を送出する処理を行う。この要求信号は、送受信部１１３により、高周波漏洩を利用して、伝送路１０２に伝えられる。そして、この伝送路１０２により、上述した要求信号が、各センサユニット１０１に伝達される。また、上述した要求信号が送出された時刻ｔ１は、要求送出部１１４により、伝送路長算出部１１６に通知される。
【００２０】
また、各センサユニット１０１からの応答信号は、同様に、伝送路１０２からの高周波漏洩により、送受信部１１３に伝えられる。応答検出部１１５は、各センサユニット１０１からの応答信号が送受信部１１３に到来した時刻ｔ２と、応答信号に含まれる伝送路１０２の屈曲方向を示す情報を検出する。また、応答検出部１１５は、応答信号の到来時刻ｔ２を伝送路長算出部１１６に通知する。一方、屈曲方向を示す情報は、応答検出部１１５から配置推定部１１２に通知される。
【００２１】
伝送路長算出部１１６は、上述した要求信号の送出時刻ｔ１と応答信号の到来時刻ｔ２とに基づいて、応答信号を返したセンサユニット１０１と多地点測定データ取得装置１１０との間の伝送路長Ｌを算出する。例えば、伝送路長Ｌは、センサユニット１０１での応答までの遅延時間Δｔと、伝送路１０２における高周波信号の伝播速度ｖを用いて、式(１)のように表すことができる。なお、式(１)では、高周波信号の伝播速度ｖを、光速ｃと定数αとの積で置き換えて示した。
【００２２】
Ｌ＝(ｔ２−ｔ１−Δｔ)×(α×ｃ)／２ ・・・（１）
配置推定部１１２の配置情報テーブル１１８は、伝送路長算出部１１６によって算出された各センサユニット１０１までの伝送路長と、応答検出部１１５から通知された屈曲方向とを含む位置情報を保持する。例えば、配置情報テーブル１１８は、個々のセンサユニット１０１を識別するＩＤ(Identifier)に対応して、上述した位置情報を保持することができる。個々のセンサユニット１０１のＩＤは、例えば、多地点測定システムにおいて一意となるように予め設定しておくことができる。並べ替え部１１９は、配置情報テーブル１１８に格納された位置情報を、伝送路長に基づいて並べ替える。並べ替え部１１９は、例えば、伝送路長が短い順に、センサユニット１０１のＩＤと位置情報との組を並べ替えることができる。ベクトル加算部１２０は、並べ替えられた位置情報に基づいて、伝送路長の順に各センサユニット１０１と隣接するセンサユニット１０１との間の変位に対応するベクトルを求める。更に、ベクトル加算部１２０は、求めたベクトルを順次に加算することにより、各センサユニット１０１の２次元あるいは３次元の配置を示す座標を算出する。算出された座標は、センサユニット１０１のＩＤに対応して配置情報テーブル１１８に格納される。したがって、測定データ取得部１１７は、配置情報テーブル１１８を参照することにより、各センサユニット１０１の位置を示す配置情報を得ることができる。なお、各センサユニット１０１の配置を推定する処理の詳細については後述する。
【００２３】
測定データ取得部１１７は、上述した送受信部１１３を介して各センサユニット１０１から測定データを受け取る。これらの測定データは、測定データ取得部１１７において、上述した配置情報で示される各センサユニット１０１の位置と対応付けられる。
【００２４】
このように、図１に示したような情報抽出部１１１により、複数のセンサユニット１０１を圃場に設置した後に、各センサユニット１０１からの応答から個々のセンサユニット１０１の位置を特定するための情報を収集することができる。そして、収集した情報に基づいて、配置推定部１１２により、各センサユニット１０１の位置を求めることができる。
【００２５】
これにより、多数のセンサユニットを広大な圃場に設置する作業を省力化することが可能である。なぜなら、各センサユニット１０１を設置する際に、個々のセンサユニット１０１の位置を登録する作業を省略することができるからである。
【００２６】
また、高周波漏洩を利用した通信を行う構成では、各センサユニット１０１と伝送路１０２とを物理的に接続する必要はない。この特徴は、複数のセンサユニット１０１および伝送路１０２を圃場のように水分の多い環境に埋設する場合に、非常に有用である。なぜなら、各センサユニット１０１と伝送路１０２との間に防水性のコネクタなどの接合部を設ける必要がないからである。これにより、個々のセンサユニット１０１の低コスト化および信頼性の向上を図ることができる。
【００２７】
次に、上述したようにして収集された情報に基づいて、配置推定部１１２により、各センサユニット１０１の位置を推定する処理について説明する。
【００２８】
図２に、配置推定処理の一例を説明する図を示す。なお、図２に示した例では、各センサユニット１０１を符号Ｓ１〜Ｓ１０で示した。また、各センサユニット１０１の位置における伝送路１０２の屈曲方向は、当該センサユニット１０１に入ってくる伝送路１０２と出て行く伝送路１０２とのなす角を、反時計回りに測った値で示される。
【００２９】
図２(Ａ)に、センサユニットＳ１〜Ｓ１０および多地点測定データ取得装置１１０を有する多地点測定システムの配置例を示した。また、図２(Ｂ)に、各センサユニットＳ１〜Ｓ１０に対応して、応答に含まれる屈曲方向を示す角度と要求送出から応答が到達するまでの応答時間τ１〜τ１０を示した。なお、応答時間は、各センサユニットについて検出された要求信号の送出時刻ｔ１と応答信号の到来時刻ｔ２との差分(ｔ２−ｔ１)に相当する。
【００３０】
したがって、各センサユニットＳ１〜Ｓ１０に対応する応答時間τ１〜τ１０に基づいて、多地点測定データ取得装置１１０と各センサユニットＳ１〜Ｓ１０との間の伝送路長Ｌ１〜Ｌ１０を求めることができる。そして、例えば、伝送路長Ｌ２から伝送路長Ｌ１を差し引くことにより、センサユニットＳ１，Ｓ２間の伝送路長を求めることができる。また、センサユニットＳ１からの応答で示された屈曲方向により、センサユニットＳ２がセンサユニットＳ１から見てどの方向にあるかが分かる。これらの情報から、上述したベクトル加算部１２０は、センサユニットＳ１の位置を基準にして、センサユニットＳ２の位置を特定するベクトルを求めることができる。そして、ベクトル加算部１２０において、求めたベクトルを、センサユニットＳ１の位置を示す座標に加算することにより、センサユニットＳ２の位置を示す座標を求めることができる。同様の処理を、センサユニットＳ３〜Ｓ１０について繰り返すことにより、これらのセンサユニットＳ３〜Ｓ１０の位置を順次に特定することができる。
【００３１】
なお、図２に示した例では、センサユニットＳ１〜Ｓ１０は、同一平面上に配置されている。また、伝送路１０２は、センサユニット１０１の位置で９０度を単位として屈曲させて配置されている。この場合は、各センサユニット１０１の位置を推定する処理は、隣接するセンサユニット１０１との伝送路長を座標軸方向に加算あるいは減算する処理によって実現することができる。
【００３２】
上述した情報抽出部１１１による処理および配置推定部１１２による処理は、例えば、マイクロコントローラを有する多地点測定データ取得装置１１０によって実現することもできる。同様に、各センサユニット１０１にマイクロコントローラを設けて、屈曲方向を含む応答を送出する処理を制御することもできる。
(多地点測定システムの別実施形態)
図３に、多地点測定システムの別実施形態を示す。なお、図３に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００３３】
図３に示した多地点測定データ取得装置１１０は、マイクロコントローラ２０１とメモリ２０２と送受信部２１０とを有している。図３に示した送受信部２１０は、図１に示した送受信部１１３に相当する。
【００３４】
また、センサユニット１０１は、温度センサ２２１と水分センサ２２２と温度計測部２２３と土中水分計測部２２４とマイクロコントローラ２２５とメモリ２２６と送受信部２１０とを有している。なお、図３においては、一つのセンサユニット１０１について、一実施形態を示し、他のセンサユニット１０１についての図示は省略した。図示を省略したセンサユニット１０１も、図３に示したセンサユニット１０１と同様に構成することができる。
【００３５】
多地点測定データ取得装置１１０およびセンサユニット１０１にそれぞれの送受信部２１０は、いずれも、伝送路１０２に近接して配置されている。この送受信部２１０において、変調器２１１による変調によって生成された高周波信号は、増幅器２１２で増幅された後、送信アンテナ２１３によって送信される。この高周波信号は、高周波漏洩によって伝送路１０２に伝達される。また、伝送路１０２を介して伝送される高周波信号は、高周波漏洩によって送受信部２１０の受信アンテナ２１４に伝えられる。この受信アンテナ２１４に到達した受信信号は、増幅器２１５によって増幅された後に、復調器２１６によって復調される。
【００３６】
多地点測定データ取得装置１１０では、送受信部２１０の変調器２１１および復調器２１６は、マイクロコントローラ２０１に接続されている。センサユニット１０１では、送受信部２１０の変調器２１１および復調器２１６は、マイクロコントローラ２２５に接続されている。
【００３７】
また、センサユニット１０１において、温度センサ２２１の出力は、温度計測部２２３を介してマイクロコントローラ２２５に送られる。同様に、水分センサ２２２の出力も、土中水分計測部２２４を介してマイクロコントローラ２２５に送られる。なお、センサユニット１０１には、上述した温度センサ２２１、水分センサ２２２の他に、土壌の状態を表す様々なデータを取得するためのセンサを配置することができる。また、センサユニット１０１に配置するセンサの種類は、一つでもよいし、３つ以上でもよい。
【００３８】
また、センサユニット１０１に含まれるメモリ２２６は、ＩＤ保持部２２７を有している。ＩＤ保持部２２７に保持するＩＤとしては、例えば、シリアル番号などのセンサユニット１０１固有の識別情報を用いることができる。また、このメモリ２２６は、当該センサユニット１０１の位置における伝送路１０２の屈曲方向を示す角度情報を保持する角度情報保持部２２８を有している。角度情報保持部２２８に角度情報を設定する方法については、後述する。
【００３９】
マイクロコントローラ２２５は、センサユニット１０１に含まれる復調器２１６を介して受け取った要求信号に応じて、メモリ２２６に保持されたＩＤおよび角度情報を用いて応答信号を生成する。この応答信号は、センサユニット１０１に含まれる変調器２１１に入力される。
【００４０】
次に、多地点測定データ取得装置１１０のマイクロコントローラ２０１およびセンサユニット１０１のマイクロコントローラ２２５の処理により、位置情報を収集する動作について説明する。
【００４１】
図４に、位置情報収集動作を表す流れ図を示す。また、図５に、位置情報通知動作を表す流れ図を示す。図４、図５では、多地点測定データ取得装置１１０からの要求に応じて、要求で指定されたセンサユニット１０１が、角度情報を含む応答信号を返送する例を示す。
【００４２】
多地点測定データ取得装置１１０に含まれるマイクロコントローラ２０１は、まず、送受信部２１０を介して、複数のセンサユニット１０１を宛先として指定するＩＤの一つを含む要求信号を送出する(ステップ３０１)。マイクロコントローラ２０１は、例えば、メモリ２０２に準備されたセンサユニット１０１のＩＤのリストから順次に要求信号に含めるＩＤを選択することができる。なお、このようなＩＤのリストは、例えば、位置情報収集動作を開始する前に、多地点測定システムに登録される可能性のあるセンサユニット１０１について準備しておくことができる。
【００４３】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、ＩＤに対応するセンサユニット１０１からの応答時間の測定を開始する(ステップ３０２)。そして、指定されたセンサユニット１０１からの応答を検出したときに(ステップ３０３の肯定判定)、マイクロコントローラ２０１は、ステップ３０４に進む。
【００４４】
ステップ３０４で、マイクロコントローラ２０１は、上述した式(１)を用いて、応答時間から指定したＩＤに対応するセンサユニット１０１までの伝送路長を算出する。なお、式(１)を用いて応答時間から算出される伝送長の精度は、応答時間の測定精度によって制限される。したがって、多地点測定データ取得装置１１０および各センサユニット１０１に含まれる送受信部２１０は、高い精度で応答時間を計測することが可能なインパルス列を送受信する機能を有していることが望ましい。
【００４５】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、検出した応答に含まれている角度情報と、ステップ３０４で算出した伝送路長とを含む位置情報を、上述したＩＤに対応してメモリ２０２に保持する(ステップ３０５)。その後、処理は、ステップ３０６に進む。
【００４６】
一方、応答信号が検出されなかった場合に(ステップ３０３の否定判定)、マイクロコントローラ２０１は、宛先として指定したセンサユニット１０１は多地点測定システム内に存在しないと判断する。マイクロコントローラ２０１は、例えば、ステップ３０１で要求信号を送出してから所定の時間が経過しても応答信号が到来しなかった場合に、応答信号が検出されないと判断することができる。なお、上述した所定の時間は、多地点測定システムに用いられる伝送路１０２の全長に基づいて予め決定しておくことができる。ステップ３０３の否定判定の場合に、処理は、ステップ３０４，３０５をスキップして、ステップ３０６に進む。
【００４７】
ステップ３０６において、マイクロコントローラ２０１は、上述したＩＤのリストにある全てのセンサユニット１０１を宛先とする要求信号の送出が完了したか否かを判定する。まだ宛先として指定されていないセンサユニットがある場合に(ステップ３０６の否定判定)、マイクロコントローラ２０１は、ステップ３０１に戻って、処理を続行する。この際に、マイクロコントローラ２０１は、例えば、上述したＩＤのリストに従って、宛先ＩＤを更新する(ステップ３０７)。
【００４８】
上述したステップ３０１からステップ３０７を繰り返して実行していき、ＩＤのリストに含まれる全てのＩＤについての処理が完了したときに(ステップ３０６の肯定判定)、処理はステップ３０８に進む。
【００４９】
ステップ３０８で、マイクロコントローラ２０１は、メモリ２０２に保持した位置情報を伝送路長順に並べ替える。図３に示した多地点測定データ取得装置１１０の例のように、マイクロコントローラ２０１が上述したステップ３０８を実行する構成は、図１に示した並べ替え部１１９の一例である。
【００５０】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、図２を用いて説明したようにして、伝送路長と角度情報とに基づいて、各センサユニットの位置を示す座標を算出する(ステップ３０９)。なお、座標を算出する方法の具体例は後述する。
【００５１】
そして、各センサユニット１０１について算出された座標を、マイクロコントローラ２０１が、それぞれのＩＤに対応してメモリ２０２に保持していくことにより、複数のセンサユニット１０１の配置を示す配置情報を生成することができる(ステップ３１０)。
【００５２】
一方、センサユニット１０１に含まれるマイクロコントローラ２２５は、センサユニット１０１の設置時に、角度情報をメモリ２２６の角度情報保持部２２８に設定する(図５のステップ３１１)。
【００５３】
その後、ステップ３１２を繰り返して要求信号の到来を待ち受ける。伝送路１０２を伝播する要求信号が到来したときに(ステップ３１２の肯定判定)、送受信部２１０の復調器２１６から、ＩＤを含む要求信号がマイクロコントローラ２２５に渡される。
【００５４】
これに応じて、マイクロコントローラ２２５により、要求信号から宛先を示すＩＤが抽出される(ステップ３１３)。そして、抽出されたＩＤとメモリ２２６のＩＤ保持部２２７に保持された自装置のＩＤとが一致しない場合に(ステップ３１４の否定判定)、マイクロコントローラ２２５は、要求信号は自装置宛でないと判断する。この場合に、処理は、ステップ３１２に戻って、新たな要求信号を待ち受ける処理が続行される。
【００５５】
一方、抽出されたＩＤとメモリ２２６のＩＤ保持部２２７に保持された自装置のＩＤとが一致した場合に(ステップ３１４の肯定判定)、マイクロコントローラ２２５は、要求信号は自装置宛であると判断する。この場合に、マイクロコントローラ２２５は、メモリ２２６に保持された角度情報を含む応答信号を生成する。そして、生成された応答信号は、送受信部２１０を介して送出される(ステップ３１５)。
【００５６】
上述したようにして、多地点測定データ取得装置１１０と各センサユニット１０１との間で要求信号と応答信号とを授受することにより、各センサユニット１０１の設置後に、個々のセンサユニット１０１の配置情報を収集することができる。
【００５７】
なお、配置情報に含まれる各センサユニット１０１の座標は、次に説明するようにして算出することができる。
【００５８】
図６に、座標算出動作を表す流れ図を示す。また、図７に、座標算出処理を説明する図を示す。なお、図６，７において、伝送路長の短い順にｊ番目のセンサユニットを符号Ｓ(ｊ)で示す。また、このｊ番目のセンサユニットに対応する位置情報を、角Ａ(ｊ)と伝送路長Ｌ(ｊ)で示す。
【００５９】
図６に示したステップ３２１で、マイクロコントローラ２０１は、座標Ｐ(ｘ，ｙ)に初期値を設定する。また、このとき、変数ｊに初期値１が設定される。更に、上述した座標Ｐ(ｘ，ｙ)が、多地点測定データ取得装置１１０に最も近いセンサユニットＳ(１)の位置としてメモリ２０２に保存される。
【００６０】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、ｊ番目、ｊ＋１番目のセンサユニットに対応してメモリ２０２に保持された伝送路長Ｌ(ｊ)、Ｌ(ｊ＋１)の差分Ｄ(ｊ)を算出する(ステップ３２２)。この差分Ｄ(ｊ)は、ｊ番目のセンサユニットとｊ＋１番目のセンサユニットとの間の距離を示している。
【００６１】
次に、マイクロコントローラ２０１は、この差分Ｄ(ｊ)とｊ番目のセンサユニットに対応してメモリ２０２に保持された角Ａ(ｊ)とに基づいて、ｊ番目のセンサユニットからｊ＋１番目のセンサユニットに向かうベクトルＶ(ｘｊ，ｙｊ)を求める(ステップ３２３)。
【００６２】
例えば、図７に示した例では、センサユニットＳ(１)の位置を原点とする座標軸が、このセンサユニットＳ(１)に入る伝送路１０２の方向とＸ軸の向きとが一致するように配置されている。このように、多地点測定データ取得装置１１０に最も近いセンサユニットＳ(１)の位置を基準とすれば、このセンサユニットＳ(１)に対応する角Ａ(１)に基づいて、センサユニットＳ(１)からセンサユニットＳ(２)に向かうベクトルＶ(ｘ１，ｙ１)とｘ軸とのなす角θ(１)を求めることができる。この角θ(１)と、このベクトルＶ(ｘ１，ｙ１)の長さは、センサユニットＳ(１)，Ｓ(２)に対応する伝送路長Ｌ(１)，Ｌ(２)の差分Ｄ(１)とを用いれば、ベクトル(ｘ１，ｙ１)を算出することができる。同様にして、ｊ番目のセンサユニットＳ(ｊ)からｊ＋１番目のセンサユニットに向かうベクトルＶ(ｘｊ，ｙｊ)を求めることができる。
【００６３】
このようにして求めたベクトルＶ(ｘｊ，ｙｊ)は、マイクロコントローラ２０１により、上述した座標Ｐ(ｘ，ｙ)に加算される(ステップ３２４)。例えば、ステップ３２１で初期値が設定された座標Ｐ(ｘ，ｙ)に、センサユニットＳ(１)からセンサユニットＳ(２)に向かうベクトルＶ(ｘ１，ｙ１)を加算することにより、センサユニットＳ(２)の位置を示す座標を得ることができる。同様にして、座標Ｐ(ｘ，ｙ)がｊ番目のセンサユニットの位置を示す場合に、この座標Ｐ(ｘ，ｙ)にベクトルＶ(ｘｊ，ｙｊ)を加算することにより、ｊ＋１番目のセンサユニットの位置を示す座標を算出することができる。
【００６４】
このようにマイクロコントローラ２０１がステップ３２２〜ステップ３２４の処理を行う構成は、図１に示したベクトル加算部１２０の一例である。
【００６５】
ステップ３２４の加算結果として得られた座標Ｐ(ｘ，ｙ)は、マイクロコントローラ２０１により、センサユニットＳ(ｊ＋１)の位置としてメモリ２０２に保存される(ステップ３２５)。
【００６６】
その後、マイクロコントローラ２０１は、全てのセンサユニット１０１についての処理が完了したか否かを判定する(ステップ３２６)。例えば、応答信号を検出したセンサユニットの数Ｎと変数ｊとを比較することにより、マイクロコントローラ２０１は、ステップ３２６の判定を行うことができる。
【００６７】
ステップ３２６の否定判定の場合に、マイクロコントローラ２０１は、変数ｊを更新した上で、ステップ３２２に戻り、次に多地点測定データ取得装置１１０に近いセンサユニット１０１の位置に基づく処理を行う。
【００６８】
上述したステップ３２２〜ステップ３２７の処理を繰り返すことにより、多地点測定データ取得装置１１０に近い順に、各センサユニット１０１の位置を特定することができる。そして、全てのセンサユニット１０１について位置の特定が完了したときに、ステップ３２６の肯定判定として、マイクロコントローラ２０１は、位置情報収集処理を終了する。
【００６９】
このようにして、本件開示の多地点測定システムによれば、複数のセンサユニット１０１を設置した後に、個々のセンサユニット１０１の位置情報を収集することができる。したがって、本件開示の多地点測定システムによれば、個々のセンサユニット１０１を設置する際に、位置情報を個別に登録するなどの煩雑な作業を行う必要がない。このような特徴は、大規模な圃場に多数のセンサユニット１０１をまとめて設置する場合などに非常に有用である。
【００７０】
また、上述した配置推定処理により、各センサユニット１０１の３次元における配置を推定することもできる。この場合に、多地点測定データ取得装置１１０は、例えば、隣接するセンサユニット１０１の設置位置と高さが異なる位置に設置されたセンサユニット１０１から高さの変化を示す情報の通知を受ければよい。そして、配置推定部１１２により、高さの変化が通知されたセンサユニットよりも伝送路長が長い各センサユニット１０１の座標について、高さの変化分を反映することにより、各センサユニット１０１の３次元における配置を示す座標を算出することができる。
【００７１】
なお、個々のセンサユニット１０１のメモリ２２６に角度情報を設定する方法としては、次に説明するような方法が考えられる。
(センサユニットの別実施形態)
図８に、センサユニットの別実施形態を示す。なお、図８に示した構成要素のうち、図１および図３に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００７２】
図８(Ａ)は、センサユニット１０１の別実施形態の平面図である。また、図８(Ｂ)は、センサユニット１０１の別実施形態の右側面図である。また、図８(Ｃ)は、センサユニット１０１の別実施形態の正面図である。
【００７３】
図８に示した例では、センサユニット１０１に含まれる制御用回路部２３０は、防水性を有するケースに封入されている。このケースの上面には、伝送路１０２として用いられる同軸ケーブルなどが収まる程度の幅を有する溝２３１が形成されている。図８に示した例では、この溝２３１は、ケースの中央部で直交するように形成されている。なお、ケース内に封入されている制御用回路部２３０は、図３に示した温度計測部２２３と土中水分計測部２２４とマイクロコントローラ２２５とメモリ２２６と送受信部２１０の一部とを含んでいる。
【００７４】
また、上述した溝２３１のケースの外周部に近い位置には、ツメ状の伝送路保持部２３２が設けられている。この伝送路保持部２３２は、溝２３１に伝送路１０２が押し込まれたときに、この伝送路１０２を押し込まれた状態に保持する。更に、図８に示した例のように、ネジ留め式のカバー２３３で抑えることにより、伝送路１０２を溝２３１内に安定的に保持することもできる。
【００７５】
このように、センサユニット１０１の上面に伝送路１０２を保持するための機構により、センサユニット１０１の位置において、伝送路１０２が例えば９０度単位で屈曲された状態を維持させることができる。図８(Ａ)に示した例では、センサユニット１０１に入ってくる伝送路１０２と出て行く伝送路１０２とのなす角は１８０度である。一方、図８(Ｄ)に、センサユニット１０１に入ってくる伝送路１０２と出て行く伝送路１０２とが、２７０度をなしている例を示した。
【００７６】
また、図８(Ａ)に示すように、センサユニット１０１の溝２３１の一つに設けられた伝送路保持部２３２に対応して、センサユニット１０１に伝送路１０２を入れる方向を示すマークを付しておくこともできる。なお、図８(Ａ)の例では、上述したマークとして、向き合った黒い三角形が付されている。そして、このマークで示された溝２３１に対応する位置に、センサユニット１０１の送受信アンテナ２３４を配置することができる。なお、この送受信アンテナ２３４は、図３に示した送信アンテナ２１３と受信アンテナ２１４を含んでいる。センサユニット１０１の設置の際に、このマークに従って伝送路１０２が挿入されれば、センサユニット１０１に含まれる送受信アンテナ２３４と伝送路１０２とは自動的に近接して配置される。
【００７７】
更に、上述した溝２３１に伝送路１０２を機械的に押し込む操作により、センサユニット１０１の位置における伝送路１０２の屈曲方向を示す角度情報をセンサユニット１０１内のメモリ２２６(図３参照)に設定することもできる。
【００７８】
例えば、図８(Ｂ)に示した方向情報生成部２３６は、十字状の溝２３１の各分岐に設けられたスイッチ２３５とマイクロコントローラ(ＭＣ：Micro-Controller)２２５とを有している。これらのスイッチ２３５は、例えば、図８(Ａ)，(Ｄ)に示すように、伝送路保持部２３２に対応して、伝送路１０２の挿入に伴って操作されるように設けることができる。そして、これらのスイッチ２３５が操作されたか否かを示す情報は、マイクロコントローラ２２５によって収集される。収集した情報と上述した溝２３１における各分岐の位置関係に基づいて、マイクロコントローラ２２５は、センサユニット１０１に挿入された伝送路１０２の屈曲方向を示す角度情報を生成することができる。このようにして生成された角度情報は、メモリ２２６の角度情報保持部２２８に保持される。
【００７９】
なお、センサユニット１０１のケースに形成する溝２３１の形状は、図８に示した十字状に限定されない。例えば、ケースの中央部からＮ(Ｎは自然数)方向に分岐するような溝を形成することもできる。更に、例えば、多地点測定データ取得装置１１０から遠い側で溝が多数に分岐するように、溝の分岐を非対称に配置することもできる。
【００８０】
また、ケースを窪ませて溝２３１を形成する代わりに、例えば、ケースの上面に伝送路１０２を保持し、かつ、上面と平行な平面状で自由に屈曲可能なガイドを設けることもできる。そして、このガイドを屈曲させる機構を利用して、制御用回路部２３１に含まれるマイクロコントローラ２２５に、伝送路１０２の屈曲方向を示す角度情報を取得させることも可能である。
【００８１】
図６および図７を用いて説明した座標算出処理は、各センサユニット１０１から通知される角度情報が直角を単位とする以外の任意の角度を示している場合にも適用可能である。したがって、本件開示の多地点測定システムは、不規則な形状の圃場に、不規則に設置された複数のセンサユニット１０１から通知される応答信号に基づいて、個々のセンサユニット１０１の位置情報を収集することができる。
【００８２】
図９に、多地点測定システムの別実施形態を示す。なお、図９に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。また、図９において、各センサユニット１０１は、多地点測定データ取得装置１１０に近い順の番号と符号Ｓとを組み合わせた符号Ｓ１〜Ｓ１１を付した白丸あるいは黒丸で示されている。
【００８３】
図９に示したセンサユニットＳ１〜Ｓ１１のうち、角度情報が１８０度であるセンサユニットＳ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１１は、黒丸で示されている。一方、図９において白丸で示されたセンサユニットＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１０の角度情報は、それぞれ符号Ａと対応する番号とを組み合わせた符号で示されている。
【００８４】
ここで、ｊ番目のセンサユニットＳｊの角度情報が１８０度である場合に、このセンサユニットＳｊの前後で、伝送路１０２の方向は変化しない。つまり、多地点測定データ取得装置１１０のマイクロコントローラ２０１は、センサユニットＳｊ＋１までの距離とセンサユニットＳｊにいたる伝送路１０２の方向とに基づいて、センサユニットＳｊ＋１の位置を算出することができる。
【００８５】
したがって、図９に黒丸で示したセンサユニットＳ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１１は、多地点測定データ取得装置１１０からの要求信号に対して、角度情報を省略した応答信号を返すことができる。
【００８６】
また、複数本の伝送路１０２に沿ってセンサユニット１０１を直線的に配置することもできる。この場合は、これらのセンサユニット１０１と多地点測定データ取得装置１１０との間の伝送路長に基づいて、各センサユニット１０１の２次元的な配置を特定することができる。
【００８７】
図１０に、多地点測定システムの別実施形態を示す。なお、図１０に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００８８】
図１０に示した多地点測定データ取得装置１１０は、スイッチ１０３を介して、ｍ本の伝送路１０２に接続されている。このスイッチ１０３は、多地点測定データ取得装置１１０に接続された端子Ｔ０を、ｍ本の伝送路１０２にそれぞれ対応する端子Ｔ１〜Ｔｍのいずれかに接続する。スイッチ１０３における接続端子の切り替えは、多地点測定データ取得装置１１０からの指示に応じて行うことができる。
【００８９】
ｍ本の伝送路１０２には、それぞれｎ個のセンサユニット１０１が固定されている。なお、図１０において、端子Ｔｊに対応する伝送路１０２に固定されたｋ番目のセンサユニットを符号Ｓｊｋを付して示した。
【００９０】
図１０に示した多地点測定データ取得装置１１０は、スイッチ１０３により、端子Ｔ０とＴｊとを接続させた状態で、ｊ番目の伝送路１０２に固定されたセンサユニットＳｊ１〜Ｓｊｎによって返される応答信号を収集することができる。そして、これらの応答信号に対応する応答時間に基づいて、これらのセンサユニットＳｊ１〜Ｓｊｎまでの伝送路長が算出される。
【００９１】
また、図１０の例では、各伝送路１０２が互いに平行に設置されている。そして、スイッチ１０３によってｍ本の伝送路１０２が収束されている地点に向かう各伝送路１０２の方向とセンサユニット１０１が固定されている区間の伝送路１０２の方向とは直交している。このような配置の場合に、例えば、各伝送路１０２の設置間隔と各センサユニットについて得られた伝送路長とに基づいて、個々のセンサユニットの配置を特定することができる。
【００９２】
このように、伝送路１０２を直線的に設置する場合には、この伝送路１０２に沿って固定される各センサユニット１０１は、ＩＤ情報のみを含んだ応答信号を返送すればよい。つまり、各センサユニット１０１において、角度情報の設定や送出にかかわる機能を省略することができる。
【００９３】
なお、センサユニット１０１が固定された伝送路１０２を設置する際には、例えば、圃場に設けられた畝などに沿って伝送路１０２を埋設する方法を採ることができる。このような場合には、伝送路１０２およびセンサユニット１０１を埋設した後に、畝の間隔を測定することにより、伝送路１０２相互の間隔を得ることができる。
【００９４】
したがって、図１０に示したような複数本の伝送路１０２を収束させて用いる構成を有する多地点測定システムにおいても、個々のセンサユニット１０１を設置する際に位置登録などの煩雑な作業は不要である。
【００９５】
ところで、各センサユニット１０１からの応答時間に基づいて、多地点測定データ取得装置１１０と各センサユニット１０１との間の伝送路長を算出する代わりに、各センサユニット１０１から伝送路長を示す情報を含む応答信号を返すことも可能である。
(センサユニットの別実施形態)
図１１に、センサユニットの別実施形態を示す。なお、図１１に示した構成要素のうち、図３に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００９６】
図１１に示した伝送路１０２には、例えば、所定の間隔で伝送路１０２の一端からの長さを示す長さマーク１０４が付けられている。更に、図１１の伝送路１０２のセンサユニット１０１が固定された箇所には、伝送路の屈曲方向を示す屈曲角マーク１０４がつけられている。
【００９７】
また、図１１に示したセンサユニット１０１は、光学センサ２４１を有している。この光学センサ２４１は、長さマーク読み取り部２４２と屈曲角マーク読み取り部２４３とを含んでいる。そして、長さマーク読み取り部２４２による読み取り結果は、メモリ２２６にも受けられた伝送路長保持部２４４に保持される。また、屈曲角マーク読み取り部２４３による読み取り結果で示される角度情報は、角度情報保持部２２８に保持される。
【００９８】
図１２に、センサユニットの別実施形態を説明する図を示す。なお、図１２に示した構成要素のうち、図３および図１１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００９９】
図１２(Ａ)に、センサユニット１０１に含まれる光学センサ２４１と伝送路１０２との配置例を示す。また、図１２(Ｂ)、(Ｃ)に、長さマーク１０４および屈曲角マーク１０５の配置例を示す。
【０１００】
図１２(Ａ)に示した例では、センサユニット１０１の制御用回路部２３０が収められたケースに紙面内の左右方向に設けられた溝２３１に対応して光学センサ２４１が配置されている。例えば、上述した溝２３１の一部に透明部材等で形成された窓を設けることにより、ケース内の光学センサ２４１に長さマーク１０４および屈曲角マーク１０５を読み取らせることができる。
【０１０１】
また、図１２(Ｂ)に示した長さマーク１０４の例は、例えば０．１ｍ間隔で、伝送路１０２の一端からの長さを表す数値を、伝送路１０２として用いられる同軸ケーブルの被覆膜に印刷したものである。なお、図１２(Ｂ)に示した例では、同軸ケーブルの周方向に複数回にわたって長さを示す数値が印刷されている。このような長さマーク１０４が適用される場合に、図１１に示した長さマーク読取部２４２は、上述した窓を介して伝送路１０２の皮膜に印刷されたいくつかの数字を読み取ることができる。そして、長さマーク読取部２４２により、この読み取り結果に対応する伝送路長を表す伝送路長データが生成される。この伝送路長データは、伝送路長保持部２４４に保持される。
【０１０２】
図１２(Ｃ)に示した長さマーク１０４の例は、伝送路１０２の一端からの長さを示すバーコードを、伝送路１０２として用いられる同軸ケーブルの被覆膜に印刷したものである。バーコードに含まれる各バーは、同軸ケーブルの周方向に一周するように印刷することができる。このような長さマーク１０４が適用される場合に、図１１に示した長さマーク読取部２４２は、上述した窓を介して伝送路１０２の皮膜に印刷されたバーコードを読み取ることができる。そして、長さマーク読取部２４２により、読み取ったバーコードに対応する伝送路長を表す伝送路長データが生成される。この伝送路長データは、伝送路長保持部２４４に保持される。
【０１０３】
このような長さマーク１０４を有する伝送路１０２を用いた多地点測定システムでは、各センサユニット１０１は、光学センサ２４１によって長さマーク１０４が読み取り可能な配置で固定される。したがって、このような多地点測定システムでは、多地点測定データ取得装置１１０が各センサユニット１０１に対応する伝送路長の精度は、長さマーク１０４が同軸ケーブルの皮膜に印刷される際の印刷位置の精度と同等の精度となる。
【０１０４】
図１２(Ｂ)，(Ｃ)に示した屈曲角マーク１０５の例は、伝送路１０２の屈曲角を表す色のテープを、伝送路１０２として用いられる同軸ケーブルの被覆膜に巻きつけたものである。屈曲角に対応するテープの色は、例えば、９０度ごとなどに予め決定しておくことができる。また、伝送路１０２がセンサユニット１０１の位置で屈曲させられていない場合には、屈曲角マーク１０５の付加を省略することもできる。
【０１０５】
このような屈曲角マーク１０５を用いる場合に、センサユニット１０１に含まれる屈曲角マーク読取部２４３は、屈曲角マーク１０５として付されたテープの色を識別する。そして、識別された色に対応する角度情報が、屈曲角マーク読取部２４３によって生成される。図１１に示したセンサユニット１０１の例のように、屈曲マーク読取部２４３によって上述した屈曲マーク１０５を読み取る構成は、方向情報生成部の別の一例である。この屈曲角マーク読取部２４３で生成された角度情報は、角度情報保持部２２８に保持される。なお、屈曲角マーク１０５が省略されている場合に、屈曲角マーク読取部２４３は、同軸ケーブルの皮膜の色に対応する読取結果に基づいて、屈曲角が１８０度である旨の角度情報を生成することができる。このようにして生成された角度情報は、角度情報保持部２２８に保持される。
【０１０６】
図１１に示したセンサユニット１０１に含まれるマイクロコントローラ２２５は、多地点測定データ取得装置１１０から自装置のＩＤを含む要求信号を受け取ったときに、角度情報とともに伝送路長データを含む応答信号を生成する。このとき、マイクロコントローラ２２５は、角度情報によって屈曲角が１８０度であることが示されているか否かを判定し、肯定判定の場合には、角度情報を省略することができる。
【０１０７】
また、図１１に示したようなセンサユニット１０１からの応答信号に応じて、多地点測定データ取得装置１１０のマイクロコントローラ２０１は、以下に述べるようにして、配置情報を収集することができる。
【０１０８】
図１３に、位置情報収集動作の別実施形態を表す流れ図を示す。なお、図１３に示した構成要素のうち、図４に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１０９】
図１３に示した流れ図では、図４に示したステップ３０２とステップ３０４の代わりに、ステップ３０３の肯定判定のときに、ステップ３３１が実行される。ステップ３３１において、マイクロコントローラ２０１は、応答信号から伝送路長Ｌを示す伝送路長データを検出する。
【０１１０】
次いで、マイクロコントローラ２０１は、応答信号に角度情報が含まれているか否かを判定する(ステップ３３２)。応答信号から角度情報を検出できなかった場合に(ステップ３３２の否定判定)、マイクロコントローラ２０１は、ＩＤで示されるセンサユニット１０１に対応する屈曲角Ａは１８０度である旨の角度情報を生成する(ステップ３３３)。
【０１１１】
このステップ３３３の終了後および上述したステップ３３２の肯定判定の場合に、処理は、ステップ３０５に進む。そして、このステップ３０５において、マイクロコントローラ２０１により、上述したようにして得られた伝送路長および角度情報がメモリ２０２に保持される。
【０１１２】
なお、図１２(Ｂ)，(Ｃ)に例示したような長さマーク１０４と、図８に示した溝２３１に設けられたスイッチを利用して角度情報を取得する仕組みとを組み合わせて適用することもできる。
【０１１３】
また一方、複数のセンサユニット１０１の伝送路上での配置位置を、伝送路１０２の一端から所定の長さＤの倍数で示される位置に限定することもできる。
【０１１４】
図１４に、多地点測定システムの別実施形態を示す。なお、図１４に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。また、図１４において、各センサユニット１０１は、多地点測定データ取得装置１１０に近い順の番号と符号Ｓとを組み合わせた符号Ｓ１〜Ｓ９を付した白丸で示されている。
【０１１５】
例えば、伝送路１０２には、多地点測定データ取得装置１１０に接続されているほうの一端から、所定の長さＤごとに設置位置マークを付けておくことができる。なお、この所定の長さＤは、圃場に設けられる畝の間隔などに基づいて決定することができる。そして、センサユニット１０１を設置する際に、例えば、この設置位置マークのいずれかをセンサユニット１０１のケースの中心とを一致させるように、センサユニット１０１を伝送路１０２に固定することができる。
【０１１６】
このようにして、各センサユニット１０１までの伝送路長を、上述した所定の長さＤの倍数に限定することができる。このような限定が成り立つ場合は、応答時間の測定精度が制限される場合でも、個々のセンサユニット１０１に対応する伝送路長を高い精度で特定することができる。つまり、応答時間の測定結果に基づいて、長さマーク１０４を読み取るための光学センサ２４１を設けた場合と同等の精度の位置情報を取得することが可能である。
【０１１７】
以上の説明に関して、更に、以下の各項を開示する。
(付記１)
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置から前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、
前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部と
を有することを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記２)
付記１に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記情報抽出部は、
前記各センサユニットとともに地中に埋設された前記伝送路を介して所定の周波数の信号を伝送する際の漏洩信号を検出する信号検出部を有し、
前記所定の周波数の信号は、前記伝送路が埋設された地中に漏洩した際に、前記複数のセンサユニットと前記多地点測定データ取得装置との最短距離よりも短い距離の伝播によって減衰する特性を有する
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記３)
付記１または付記２に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記情報抽出部は、
前記伝送路を介して、前記各センサユニット宛に前記応答を要求する要求信号を送出する要求送出部と、
前記要求信号が送出されてから、当該要求信号の宛先の前記センサユニットから前記応答が返されるまでの時間に基づいて、前記宛先のセンサユニットまでの前記伝送路長を算出する伝送路長算出部とを有する
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記４)
付記１乃至付記３のいずれか一に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記情報抽出部は、前記複数のセンサユニットの一つから返される応答に前記伝送路の屈曲方向に関する情報が省略されている場合に、当該センサユニットに至る伝送路の方向と当該センサユニットを出る伝送路の方向とが同一である旨の情報を抽出する
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記５)
付記１乃至付記４のいずれか一に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記配置推定部は、
前記各センサユニットと前記伝送路の一端までの伝送路長が短い順に、前記各センサユニットの配置位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報と前記各センサユニットの識別情報とを並べ替える並べ替え部と、
前記並べ替え部によって決定された順序に従ってｊ番目のセンサユニットに対応する伝送路長Ｄｊとｊ＋１番目のセンサユニットに対応する伝送路長Ｄｊ＋１の差分を長さとし、前記ｊ番目のセンサユニットからの応答に含まれる屈曲方向に関する情報で示される方向を有するベクトルを前記ｊ番目のセンサユニットの位置に加算することで、前記ｊ＋１番目のセンサユニットの位置を算出するベクトル加算部とを有する
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記６)
付記１乃至付記５のいずれか一に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記各センサユニットから返される応答に含まれる前記伝送路の屈曲方向に関する情報は、前記各センサユニットの設置位置の高さを隣接して設定された別のセンサユニットの高さを基準として示す情報を含む
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
(付記７)
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、
前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを有する
ことを特徴とする多地点測定システム。
(付記８)
付記７に記載の多地点測定システムにおいて、
前記複数のセンサユニットは、
前記伝送路が当該センサユニットに到達する方向と前記センサユニットから出る方向とを固定するように前記伝送路を保持する伝送路保持部と、
前記伝送路保持部によって前記伝送路が保持された方向を示す情報に基づいて、前記伝送路の前記センサユニットの位置における屈曲方向を示す情報を生成する方向情報生成部とを有する
ことを特徴とする多地点測定システム。
(付記９)
付記７に記載の多地点測定システムにおいて、
前記複数のセンサユニットは、前記伝送路の一端からの長さが所定の長さの整数倍となる位置に固定される
ことを特徴とする多地点測定システム。
(付記１０)
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答を収集し、
収集した前記応答から、前記各センサユニットが固定された位置から前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出し、
抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットそれぞれによって測定データが取得される位置を推定する
ことを特徴とする多地点測定データ取得方法。
【符号の説明】
【０１１８】
１０１…センサユニット；１０２…伝送路；１０３，２３５…スイッチ；１０４…長さマーク；１０５…屈曲角マーク；１１０…多地点測定データ取得装置；１１１…情報抽出部；１１２…配置推定部；１１３，２１０…送受信部；１１４…要求送出部；１１５…応答検出部；１１６…伝送路長算出部；１１７…測定データ収集部；１１８…配置情報保持部；１１９…並べ替え部；１２０…ベクトル加算部；２０１，２２５…マイクロコントローラ；２０２，２２６…メモリ；２１１…変調器；２１２，２１５…増幅器；２１３…送信アンテナ；２１４…受信アンテナ；２１６…復調器；２２１…温度センサ；２２２…水分センサ；２２３…温度計測部；２２４…土中水分計測部；２２７…ＩＤ保持部；２２８…角度情報保持部；２３０…制御用回路部；２３１…溝；２３２…伝送路保持部；２３３…カバー；２３４…送受信アンテナ；２３６…方向情報生成部；２４１…光学センサ；２４２…長さマーク読取部；２４３…屈曲角マーク読取部；２４４…伝送路長保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、
前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部と
を備えたことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記情報抽出部は、
前記伝送路を介して、前記各センサユニット宛に前記応答を要求する要求信号を送出する要求送出部と、
前記要求信号が送出されてから、当該要求信号の宛先の前記センサユニットから前記応答が返されるまでの時間に基づいて、前記宛先のセンサユニットまでの伝送路長を算出する伝送路長算出部とを備えた
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記配置推定部は、
前記各センサユニットと前記伝送路の一端までの伝送路長が短い順に、前記各センサユニットの配置位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報と前記各センサユニットの識別情報とを並べ替える並べ替え部と、
前記並べ替え部によって決定された順序に従ってｊ番目のセンサユニットに対応する伝送路長Ｄｊとｊ＋１番目のセンサユニットに対応する伝送路長Ｄｊ＋１の差分を長さとし、前記ｊ番目のセンサユニットからの応答に含まれる屈曲方向に関する情報で示される方向を有するベクトルを前記ｊ番目のセンサユニットの位置に加算することで、前記ｊ＋１番目のセンサユニットの位置を算出するベクトル加算部とを備えた
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
【請求項４】
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、
前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを備えた
ことを特徴とする多地点測定システム。
【請求項５】
請求項４に記載の多地点測定システムにおいて、
前記複数のセンサユニットは、
前記伝送路が当該センサユニットに到達する方向と前記センサユニットから出る方向とを固定するように前記伝送路を保持する伝送路保持部と、
前記伝送路保持部によって前記伝送路が保持された方向を示す情報に基づいて、前記伝送路の前記センサユニットの位置における屈曲方向を示す情報を生成する方向情報生成部とを備えた
ことを特徴とする多地点測定システム。
【請求項６】
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答を収集し、
収集した前記応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出し、
抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットそれぞれによって測定データが取得される位置を推定する
ことを特徴とする多地点測定データ取得方法。
【請求項１】
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、
前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部と
を備えたことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記情報抽出部は、
前記伝送路を介して、前記各センサユニット宛に前記応答を要求する要求信号を送出する要求送出部と、
前記要求信号が送出されてから、当該要求信号の宛先の前記センサユニットから前記応答が返されるまでの時間に基づいて、前記宛先のセンサユニットまでの伝送路長を算出する伝送路長算出部とを備えた
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の多地点測定データ取得装置において、
前記配置推定部は、
前記各センサユニットと前記伝送路の一端までの伝送路長が短い順に、前記各センサユニットの配置位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報と前記各センサユニットの識別情報とを並べ替える並べ替え部と、
前記並べ替え部によって決定された順序に従ってｊ番目のセンサユニットに対応する伝送路長Ｄｊとｊ＋１番目のセンサユニットに対応する伝送路長Ｄｊ＋１の差分を長さとし、前記ｊ番目のセンサユニットからの応答に含まれる屈曲方向に関する情報で示される方向を有するベクトルを前記ｊ番目のセンサユニットの位置に加算することで、前記ｊ＋１番目のセンサユニットの位置を算出するベクトル加算部とを備えた
ことを特徴とする多地点測定データ取得装置。
【請求項４】
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出する情報抽出部と、
前記情報抽出部で抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットの配置を推定する配置推定部とを備えた
ことを特徴とする多地点測定システム。
【請求項５】
請求項４に記載の多地点測定システムにおいて、
前記複数のセンサユニットは、
前記伝送路が当該センサユニットに到達する方向と前記センサユニットから出る方向とを固定するように前記伝送路を保持する伝送路保持部と、
前記伝送路保持部によって前記伝送路が保持された方向を示す情報に基づいて、前記伝送路の前記センサユニットの位置における屈曲方向を示す情報を生成する方向情報生成部とを備えた
ことを特徴とする多地点測定システム。
【請求項６】
１本の伝送路に固定された複数のセンサユニットそれぞれによって前記伝送路を介して返される応答を収集し、
収集した前記応答から、前記各センサユニットが固定された位置と前記伝送路の一端までの伝送路長と前記各センサユニットの固定位置における前記伝送路の屈曲方向に関する情報とを含む情報を抽出し、
抽出された情報に基づいて、前記複数のセンサユニットそれぞれによって測定データが取得される位置を推定する
ことを特徴とする多地点測定データ取得方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１２７６８６（Ｐ２０１２−１２７６８６Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６９８６（Ｐ２０１０−２７６９８６）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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