無線センサ
【課題】モニタリングの即時性と消費電力の低減を両立する。他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率を低くする。
【解決手段】計測周期Ｔとして第１の周期Ｔ１と第２の周期Ｔ２を定める。第１の周期Ｔ１は長周期（例えば、３０sec ）、第２の周期Ｔ２は短周期（例えば、５sec ）とする。第１の閾値α１と第２の閾値α２（α１≧α２）を定める。現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１であった場合、計測データの変化率αが増加しα１よりも大きくなった時点で、短周期Ｔ２に変更する。現在の計測周期Ｔが短周期２であった場合、計測データの変化率αが減少しα２よりも小さくなった時点で、長周期Ｔ１に変更する。
【解決手段】計測周期Ｔとして第１の周期Ｔ１と第２の周期Ｔ２を定める。第１の周期Ｔ１は長周期（例えば、３０sec ）、第２の周期Ｔ２は短周期（例えば、５sec ）とする。第１の閾値α１と第２の閾値α２（α１≧α２）を定める。現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１であった場合、計測データの変化率αが増加しα１よりも大きくなった時点で、短周期Ｔ２に変更する。現在の計測周期Ｔが短周期２であった場合、計測データの変化率αが減少しα２よりも小さくなった時点で、長周期Ｔ１に変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温度などの物理情報を計測データとして無線送信する無線センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空調制御用の室内型温度センサなど、計測データを無線送信する無線センサは、電池で動作することが要求される。その際、例えば空調制御領域では、電池交換の手間を少なくするために、単３電池数本程度の電池容量で３年〜５年程度の電池寿命が要求される。そのため、無線センサに設けられている計測回路、送信回路、ＣＰＵを常時スリープモードにしておき、これらを定周期で起動して計測・送信を行うことで、その要求を満たしている。例えば、特定小電力無線システムの温度センサでは、１分間隔の定周期で計測および送信を行うことで、単３電池２本の電池容量で３年の電池寿命を実現している。
【０００３】
これに対して、空調制御用のダクト挿入型温度センサなどでは、５秒間隔の計測周期が要求される。このような無線センサにおいて、５秒毎にスリープモードから起動して計測および送信を行うようにしたのでは、電池寿命が数ヶ月程度となってしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１では、センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部と、計測部および無線通信部の動作を制御する制御部とを無線センサに設け、制御部からの指令によって計測部において定期的に計測データを作成させ、この計測部において作成された計測データに変化があった場合にのみ、制御部からの指令によって無線通信部を起動して、その計測データを無線送信するようにしている。これにより、無線通信部の起動回数が減るので、消費電力が減り、電池寿命を延ばすことができる。
【０００５】
また、特許文献１では、計測周期の初期値をｔ１とし、計測周期毎に作成される計測データの変化が一定期間（例えば、５分）無ければ、計測周期をｔ２（ｔ２＞ｔ１）に延ばし、さらに計測データの変化が一定期間無ければ、計測周期をｔ３（ｔ３＞ｔ２）に延ばす、という処理動作を繰り返す。これにより、計測部の起動回数がさらに減るので、消費電力が減り、電池寿命をさらに延ばすことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５５１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１では、計測データの変化が無い場合、計測周期がｔ１，ｔ２・・・・ｔｎと長期化して行き、計測データの変化を監視するために定められた一定期間（例えば、５分）に近づいて行く。このような状態において、突如重要な変化が生じた場合、その変化を検出し送信するのが遅れてしまい、モニタリングの即時性が損なわれる。また、上述した特許文献１では、計測周期が変化して行くので、それだけ計測周期の種類が増え、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率が高くなる。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率が低く、かつモニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能な無線センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために本発明は、センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部とを備え、電池によって駆動される無線センサにおいて、計測部に、所定の計測周期毎に起動してセンサの出力から計測データを作成する計測データ作成手段と、計測周期として選択的に使用される第１の周期とこの第１の周期よりも短い第２の周期とを記憶する計測周期記憶手段と、計測データ作成手段が作成した計測データに所定値を超える変化が認められた場合、その計測データを無線通信部へ通知する計測データ通知手段と、計測データ作成手段が計測データを作成する毎にその計測データの変化の度合いを求め、この求めた計測データの変化の度合いが予め定められている第１の閾値よりも大きかった場合、現在使用している計測周期を第２の周期に変更し、求めた計測データの変化の度合いが第１の閾値以下の値として定められている第２の閾値よりも小さかった場合、現在使用している計測周期を第１の周期に変更する計測周期変更手段とを設けたものである。
【００１０】
この発明において、計測周期変更手段は、計測データが作成される毎にその計測データの変化の度合いを求め、この求めた計測データの変化の度合いと予め定められている第１の閾値および第２の閾値とを比較する。ここで、求めた計測データの変化の度合いをα、第１の閾値をα１、第２の閾値をα２（α２≦α１）、計測周期をＴ、第１の周期を長周期Ｔ１、第２の周期を短周期Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）とすると、計測周期変更手段は、計測データの変化の度合いαが第１の閾値α１よりも大きければ、現在使用している計測周期Ｔを短周期Ｔ２に変更し、計測データの変化の度合いαが第２の閾値α２よりも小さければ、現在使用している計測周期Ｔを長周期Ｔ１に変更する。
これにより、例えば、現在使用している計測周期Ｔが長周期Ｔ１であれば、計測データの変化の度合いαが増大し第１の閾値α１よりも大きくなった時点（不安定状態に入った時点）で、短周期Ｔ２に変更される。また、現在使用している計測周期Ｔが短周期Ｔ２であれば、計測データの変化の度合いαが減少し第２の閾値α２よりも小さくなった時点（安定状態に入った時点）で、長周期Ｔ１に変更される。
【００１１】
本発明において、計測周期Ｔは長周期Ｔ１か短周期Ｔ２の何れにしか変更されず、安定状態が続いたからといって計測周期Ｔがどんどん長くなるということはない。例えば、長周期Ｔ１を３０sec 、短周期Ｔ２を５sec とした場合、計測周期Ｔは３０sec か５sec にしかならず、３０sec 以上になることはない。したがって、突如重要な変化が生じても、長周期Ｔ１（例えば、３０sec ）以内にその重要な変化を検出送信することが可能となり、モニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能となる。また、本発明では、計測周期Ｔが長周期Ｔ１と短周期Ｔ２の２種類とされ、それ以上計測周期Ｔの種類が増えることがなく、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率が低くなる。
【００１２】
本発明において、計測周期変更手段は、計測データ作成手段が計測データを作成する毎にその計測データの変化の度合いを求めるが、この計測データの変化の度合いの求め方は種々考えられる。例えば、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分を求め、この差分を今回作成した計測データと前回作成した計測データの計測時の時間差で割って変化率を求め、この変化率を計測データの変化の度合いとしたり、最新の計測データまでの連続する複数個の計測データの合計値を求め、この合計値をその複数個の計測データ中の最新の計測データと最古の計測データの計測時の時間差で割って変化率を求め、この変化率を計測データの変化の度合いとしたりする。なお、計測データの変化の度合いは必ずしも変化率として求めなくてもよく、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分として求めたり、最新の計測データまでの連続する複数個の計測データの合計値として求めたりしてもよい。
【００１３】
また、１日を複数の期間に分割し、この分割した期間（分割期間）毎に独自に第１の閾値および第２の閾値を定め、現在時刻が分割期間の何れに位置しているのかを判断し、現在時刻が位置する分割期間に対して定められている第１の閾値および第２の閾値を用いて計測周期の変更判断を行うようにしてもよい。また、分割期間毎にその分割期間に対して定められている第１の周期Ｔ１および第２の周期Ｔ２の何れか一方をを基準計測周期として定め、現在時刻が分割期間に入る毎に使用する計測周期をその分割期間に対して定められている基準計測周期にプリセットするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、計測データの変化の度合いが小さい安定状態では計測周期が第１の周期（長周期）とされ、計測データの変化の度合いが大きい不安定状態では計測周期が第２の周期（短周期）とされ、計測周期は第１の周期か第２の周期の何れにしか変更されず、安定状態が続いたからといって計測周期がどんどん長くなるということはない。したがって、第１の周期を比較的短い周期（例えば、３０sec ）とすることにより、突如重要な変化が生じても、第１の周期（例えば、３０sec ）以内にその重要な変化を検出送信することが可能となり、モニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能となる。また、本発明では、計測周期が第１の周期と第２の周期の２種類とされ、それ以上計測周期が増えることがなく、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率も低くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１は本発明に係る無線センサの一実施の形態を示すブロック図である。同図において、１は温度などの物理量を電気信号に変換する計測素子（センサ）、２は計測素子１からの出力（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、３はＡ／Ｄ変換器２を介する計測センサ１の出力から計測データを作成する計測用ＣＰＵ、４は計測用ＣＰＵ３が作成した計測データを送信元のアドレスなどを加えた送信データに変換する送信用ＣＰＵ、５は送信用ＣＰＵ４からの送信データを無線送信するＲＦ回路であり、これらは図示されていない電池からの電力の供給を受けて動作する。
【００１６】
この無線センサ１００において、計測用ＣＰＵ３に対してはメモリＭ１，Ｍ２，Ｍ３およびタイマＴＭが設けられており、メモリＭ１には計測周期Ｔとして選択的に使用される第１の周期Ｔ１と第２の周期Ｔ２が設定されている。第２の周期Ｔ２は、第１の周期Ｔ１よりも短い周期とされており、この例では第１の周期Ｔ１が３０sec とされ、第２の周期Ｔ２が５sec とされている。以下、第１の周期を長周期と呼び、第２の周期を短周期と呼ぶ。
【００１７】
また、メモリＭ２には、第１の閾値α１と第２の閾値α２が設定されている。この第１の閾値α１および第２の閾値α２は、後述する計測データの変化率αに対して定められた閾値であり、図２に示すように、第１の閾値α１が大きな値として定められ、第２の閾値α２が小さな値として定められている（α２＜α１）。
【００１８】
また、メモリＭ３には、本実施の形態特有のプログラムとして計測周期変更プログラムＰ１が格納されている。また、タイマＴＭは、計測用ＣＰＵ３を定期的に起動するタイマであり、このタイマＴＭの起動周期が計測データの計測周期Ｔとされる。本実施の形態において、計測用ＣＰＵ３は、計測周期変更プログラムＰ１に従って、タイマＴＭの起動周期（計測周期Ｔ）を長周期Ｔ１あるいは短周期Ｔ２に変更する。
【００１９】
なお、この実施の形態において、Ａ／Ｄ変換器２とＣＰＵ３とメモリＭ１，Ｍ２，Ｍ３とタイマＴＭとによって計測部１０が構成されており、送信用ＣＰＵ４とＲＦ回路５とによって無線通信部２０が構成されている。
【００２０】
以下、図３に示すフローチャートを参照して、計測周期変更プログラムＰ１に従って計測用ＣＰＵ３が実行する処理動作について説明する。なお、本実施の形態において、現在使用されている計測周期Ｔ（以下、現在の計測周期Ｔと呼ぶ）は長周期Ｔ１である場合と短周期Ｔ２である場合とがあるので、それぞれの場合に分けて説明する。
【００２１】
〔現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１である場合〕
計測用ＣＰＵ３は、タイマＴＭからの起動指令を受けると（ステップ１０１のＹＥＳ）、それまでのスリープ状態からウェイクアップ状態へ移行する。そして、Ａ／Ｄ変換器２を介して計測素子１の出力（センサ出力）を取り込み、この取り込んだセンサ出力から計測データを作成する（ステップ１０２）。
【００２２】
そして、送信用ＣＰＵ４に前回通知した計測データと今回作成した計測データとの差（絶対値）を変化量ΔＤとして求め（ステップ１０３）、この変化量ΔＤが予め定められている所定値ΔＤｔｈを超えていれば（ステップ１０４のＹＥＳ）、今回作成した計測データを送信用ＣＰＵ４に通知する（ステップ１０５）。変化量ΔＤが所定値ΔＤｔｈ以下であれば（ステップ１０４のＮＯ）、送信用ＣＰＵ４への計測データの通知は行わない。
【００２３】
送信用ＣＰＵ４は、計測用ＣＰＵ３から計測データの通知を受けると、それまでのスリープ状態からウェイクアップ状態へ移行し、計測用ＣＰＵ３からの計測データを送信元のアドレスなどを加えた送信データに変換し、ＲＦ回路５を作動させて無線送信する。この無線送信後、送信用ＣＰＵ４は、ＲＦ回路５を非作動状態とし、スリープ状態に移行する。これにより、今回作成した計測データに所定値ΔＤｔｈを超える変化が認められた場合にのみ、計測データが送信される。
【００２４】
次に、計測用ＣＰＵ３は、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分（絶対値）を求め、この差分を今回作成した計測データと前回作成した計測データの計測時の時間差Δｔ（この例では、Δｔ＝Ｔ１）で割って、計測データの変化率αを求める（ステップ１０６）。そして、この計測データの変化率αと第１の閾値α１とを比較する（ステップ１０７）。
【００２５】
ここで、計測データの変化率αが第１の閾値α１よりも大きかった場合（ステップ１０７のＹＥＳ）、計測用ＣＰＵ３は、タイマＴＭの起動周期を長周期Ｔ１から短周期Ｔ２に変更する（ステップ１０８）。これにより、次からは短周期Ｔ２が計測周期Ｔとして使用されるようになる。
【００２６】
計測データの変化率αが第１の閾値α１以下であった場合（ステップ１０７のＮＯ）、計測用ＣＰＵ３は、計測データの変化率αと第２の閾値α２とを比較する（ステップ１０９）。ここで、計測データの変化率αが第２の閾値α２以上であれば（ステップ１０９のＮＯ）、直ちにステップ１０１へ戻り、次の起動指令に備える。計測データの変化率αが第２の閾値α２よりも小さければ（ステップ１０９のＹＥＳ）、計測周期Ｔを長周期Ｔ１としたうえ、ステップ１０１へ戻り、次の起動指令に備える。この場合、現在の計測周期Ｔは長周期Ｔ１であるので、ステップ１１０では計測周期Ｔの変更は行われず、計測周期Ｔを長周期Ｔ１としたまま、次の起動指令に備えることになる。
【００２７】
〔現在の計測周期Ｔが短周期Ｔ２である場合〕
計測用ＣＰＵ３は、タイマＴＭからの起動指令を受けると（ステップ１０１のＹＥＳ）、それまでのスリープ状態からウェイクアップ状態へ移行する。そして、Ａ／Ｄ変換器２を介して計測素子１の出力（センサ出力）を取り込み、この取り込んだセンサ出力から計測データを作成する（ステップ１０２）。
【００２８】
そして、送信用ＣＰＵ４に前回通知した計測データと今回作成した計測データとの差（絶対値）を変化量ΔＤとして求め（ステップ１０３）、この変化量ΔＤが予め定められている所定値ΔＤｔｈを超えていれば（ステップ１０４のＹＥＳ）、今回作成した計測データを送信用ＣＰＵ４に通知する（ステップ１０５）。変化量ΔＤが所定値ΔＤｔｈ以下であれば（ステップ１０４のＮＯ）、送信用ＣＰＵ４への計測データの通知は行わない。
【００２９】
送信用ＣＰＵ４は、計測用ＣＰＵ３から計測データの通知を受けると、それまでのスリープ状態からウェイクアップ状態へ移行し、計測用ＣＰＵ３からの計測データを送信元のアドレスなどを加えた送信データに変換し、ＲＦ回路５を作動させて無線送信する。この無線送信後、送信用ＣＰＵ４は、ＲＦ回路５を非作動状態とし、スリープ状態に移行する。これにより、今回作成した計測データに所定値ΔＤｔｈを超える変化が認められた場合にのみ、計測データが送信される。
【００３０】
次に、計測用ＣＰＵ３は、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分（絶対値）を求め、この差分を今回作成した計測データと前回作成した計測データの計測時の時間差Δｔ（この例では、Δｔ＝Ｔ２）で割って、計測データの変化率αを求める（ステップ１０６）。そして、この計測データの変化率αと第１の閾値α１とを比較する（ステップ１０７）。
【００３１】
ここで、計測データの変化率αが第２の閾値α２よりも小さかった場合、計測用ＣＰＵ３はステップ１０７でのＮＯ、ステップ１０９でのＹＥＳに応じてステップ１１０へ進み、タイマＴＭの起動周期を短周期Ｔ２から長周期Ｔ１に変更する。これにより、次からは長周期Ｔ１が計測周期Ｔとして使用されるようになる。
【００３２】
計測データの変化率αが第１の閾値α１よりも大きかった場合（ステップ１０７のＹＥＳ）、計測用ＣＰＵ３は、計測周期Ｔを短周期Ｔ２としたうえ、ステップ１０１へ戻り、次の起動指令に備える。また、第１の閾値α１以下で、第２の閾値α２以上であった場合（ステップ１０９のＮＯ）、計測用ＣＰＵ３は、直ちにステップ１０１へ戻り、次の起動指令に備える。この場合、現在の計測周期Ｔは短周期Ｔ２であるので、ステップ１０８では計測周期Ｔの変更は行われず、計測周期Ｔを短周期Ｔ２としたまま、次の起動指令に備えることになる。
【００３３】
以上の説明から分かるように、本実施の形態では、現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１であった場合、計測データの変化率αが増加し第１の閾値α１よりも大きくなった時点（不安定状態に入った時点）で、短周期Ｔ２に変更されるようになる（図４（ａ）参照）。また、現在の計測周期Ｔが短周期Ｔ２であった場合、計測データの変化率αが減少し第２の閾値α２よりも小さくなった時点（安定状態に入った時点）で、長周期Ｔ１に変更されるようになる（図４（ｂ）参照）。
【００３４】
図６に計測データの変化とこの計測データの変化に対する計測周期の変更状況を例示する。この例において、計測用ＣＰＵ３は、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４において、計測周期Ｔを長周期Ｔ１として起動され、計測データを作成する。この場合、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３では、計測データの変化率αが第１の閾値α１以下であったため、安定状態にあるものと判断し、計測周期Ｔの変更を行わず、長周期Ｔ１を維持する。時刻ｔ４では、計測データの変化率αが第１の閾値α１よりも大きくなっため、不安定状態に入ったと判断し、計測周期Ｔを長周期Ｔ１から短周期Ｔ２に変更する。
【００３５】
時刻ｔ５では、送信用ＣＰＵ４に前回通知した計測データ（時刻ｔ１における計測データ）との間に所定値ΔＤｔｈを超える変化が認められたため、その変化が認められた計測データを送信用ＣＰＵ４に通知する。また、時刻ｔ５，ｔ６では、計測データの変化率αが第２の閾値α２以上であるため、不安定状態にあるものと判断し、計測周期Ｔの変更を行わず、短周期Ｔ２を維持する。時刻ｔ７では、計測データの変化率αが第２の閾値α２よりも小さくなったため、安定状態に入ったと判断し、計測周期Ｔを短周期Ｔ２から長周期Ｔ１に変更する。
【００３６】
このように、本実施の形態において、計測周期Ｔは長周期Ｔ１か短周期Ｔ２の何れにしか変更されず、安定状態が続いたからといって計測周期Ｔがどんどん長くなるということはない。したがって、突如重要な変化が生じても、長周期Ｔ１（３０sec ）以内にその重要な変化を検出送信することが可能となり、モニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能となる。また、本実施の形態では、計測周期Ｔが長周期Ｔ１と短周期Ｔ２の２種類とされ、それ以上計測周期Ｔの種類が増えることがなく、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率も低くなる。
【００３７】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、計測周期の変更判断に用いる第１の閾値α１および第２の閾値α２をα２＜α１として定めるようにしたが、第１の閾値α１と第２の閾値α２とを同じ値としてもよい。
【００３８】
この場合、図５に示すように、第１の閾値α１と第２の閾値α２とを共通の閾値αs（αs＝α１＝α２）とし、現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１であった場合、計測データの変化率αが増大し閾値αｓとなった時点で、長周期Ｔ１から短周期Ｔ２に変更するようにする。また、現在の計測周期Ｔが短周期Ｔ２であった場合、計測データの変化率αが減少し閾値αｓとなった時点で、短周期Ｔ２から長周期Ｔ１に変更するようにする。
【００３９】
実施の形態１では、第１の閾値α１と第２の閾値α２をα２＜α１として定めているので、計測周期の変更判断にヒステリシスが生じるが、実施の形態２では、第１の閾値α１と第２の閾値α２とを同じ値としているので、計測周期の変更判断にヒステリシスは生じない。実施の形態２は安定した系に対して有効である。不安定な系に対しては、実施の形態１のように計測周期の変更判断にヒステリシスを持たせ、計測周期が頻繁に変更されないようにする。
【００４０】
〔実施の形態３〕
実施の形態１では、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分を求め、この差分を今回作成した計測データと前回作成した計測データの計測時の時間差Δｔで割って、計測データの変化率αを求めるようにした。この場合、一時的な外乱によって計測データの変化率αが大きく変化し、計測周期Ｔが変更されてしまう虞れがある。
【００４１】
そこで、実施の形態３では、外乱の影響を受け難くするために、最新の計測データまでの連続する複数個（例えば、５個）の計測データの合計値を求め、この合計値をその複数個の計測データ中の最新の計測データと最古の計測データの計測時の時間差で割って変化率を求め、この変化率を計測データの変化の度合いとして用いる。
【００４２】
〔実施の形態４〕
実施の形態１では、計測データの変化の度合いとして計測データの変化率を求めるようにしたが、必ずしも変化率として求めなくてもよい。例えば、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分を求め、この求めた差分と予め定められている閾値とを比較することによって、計測周期の変更判断を行うようにしてもよい。
【００４３】
なお、この実施の形態４では、計測周期の変更判断にヒステリシスを設けない場合であっても、現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１である場合には大きな閾値を使用し、現在の計測周期Ｔが短周期Ｔ２である場合には小さな閾値を使用する。すなわち、同じ変化率でも、計測周期Ｔが長くなれば差分は大きくなるので、長周期Ｔ１の場合は閾値を大きくし、短周期Ｔ２の場合は閾値を小さくする。
【００４４】
また、この実施の形態４においても、実施の形態３と同様に、外乱の影響を受け難くするようにしてもよい。この場合、例えば、最新の計測データまでの連続する複数個（例えば、５個）の計測データの合計値を計測値変化総量として求め、この計測値変化総量の絶対値と予め定められている閾値とを比較することによって、計測周期の変更判断を行うようにする。
【００４５】
〔実施の形態５〕
例えば、空調制御では、朝の立ち上がり時間帯と、日中の定常状態の時間帯とでは、測定周期の変更判断は一律ではなく、分けて判断することが望ましい。しかし、実施の形態１において、第１の閾値α１および第２の閾値α２は固定値であり、１日中変わることがない。
【００４６】
そこで、実施の形態５では、１日を複数の期間に分割し、この分割した期間（分割期間）毎に独自に第１の閾値α１および第２の閾値α２を定めるようにする。例えば、朝の立ち上がり時間帯に対しては第１の閾値α１ａおよび第２の閾値α２ａを定め、日中の定常状態の時間帯に対しては朝の立ち上がり時間帯とは異なる第１の閾値α１ｂおよび第２の閾値α２ｂを定める。
【００４７】
そして、現在時刻が分割期間の何れに位置しているのかを判断し、現在時刻が位置する分割期間に対して定められている第１の閾値α１および第２の閾値α２を読み出し、この読み出した第１の閾値α１および第２の閾値α２を用いて計測周期の変更判断を行うようにする。これにより、実際の運用に即して、柔軟かつ適切に、モニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能となる。
【００４８】
なお、この実施の形態５において、分割期間毎にその分割期間に対して定められている第１の周期Ｔ１および第２の周期Ｔ２の何れか一方を基準計測周期として定め、現在時刻が分割期間に入る毎に、使用する計測周期Ｔをその分割期間に対して定められている基準計測周期にプリセットするようにしてもよい。このようにすると、各分割期間の変わり目で、前の分割期間の直近の計測周期が後の分割期間にそのまま引き継がれる、という弊害が生じるのを未然に防ぐことができる。
【００４９】
〔実施の形態６〕
実施の形態１では、計測データを作成する毎に、前回通知した計測データと今回作成した計測データとの差を変化量ΔＤとして求め、この変化量ΔＤが予め定められている所定値ΔＤｔｈを超えていた場合に今回作成した計測データを通知するようにしたが、前回作成した計測データと今回作成した計測データとの差を変化量ΔＤとして求め、この変化量ΔＤが予め定められている所定値ΔＤｔｈを超えていた場合に今回作成した計測データを通知するようにしてもよい。
【００５０】
実施の形態１のように、前回通知した計測データと今回作成した計測データとの差を変化量ΔＤとして求める方法とすると、計測値の変化が緩やかで前回作成した計測データとの比較では閾値以内でも、その傾向が長く続いて前回無線送信した計測データと比べると変化量が顕著であるような場合に、見逃すことなく確実に外部に直近の計測データを無線送信することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る無線センサの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】この無線センサにおいて計測周期の変更判断に使用する第１の閾値α１および第２の閾値α２を例示する図である。
【図３】この無線センサにおける計測用ＣＰＵが実行する計測周期変更プログラムに従う処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の閾値α１および第２の閾値α２に対する計測周期の変更状況を説明する図である。
【図５】第１の閾値α１および第２の閾値α２を同じ値とした場合の計測周期の変更状況を説明する図である。
【図６】計測データの変化とこの計測データの変化に対する計測周期の変更状況を例示する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…計測素子、２…Ａ／Ｄ変換器、３…計測用ＣＰＵ、４…送信用ＣＰＵ、５…ＲＦ回路、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…メモリ、ＴＭ…タイマ、１０…計測部、２０…無線通信部、Ｔ…計測周期、Ｔ１…第１の周期（長周期）、Ｔ２…第２の周期（短周期）、α１…第１の閾値、α２…第２の閾値、Ｐ１…計測周期変更プログラム、１００…無線センサ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温度などの物理情報を計測データとして無線送信する無線センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空調制御用の室内型温度センサなど、計測データを無線送信する無線センサは、電池で動作することが要求される。その際、例えば空調制御領域では、電池交換の手間を少なくするために、単３電池数本程度の電池容量で３年〜５年程度の電池寿命が要求される。そのため、無線センサに設けられている計測回路、送信回路、ＣＰＵを常時スリープモードにしておき、これらを定周期で起動して計測・送信を行うことで、その要求を満たしている。例えば、特定小電力無線システムの温度センサでは、１分間隔の定周期で計測および送信を行うことで、単３電池２本の電池容量で３年の電池寿命を実現している。
【０００３】
これに対して、空調制御用のダクト挿入型温度センサなどでは、５秒間隔の計測周期が要求される。このような無線センサにおいて、５秒毎にスリープモードから起動して計測および送信を行うようにしたのでは、電池寿命が数ヶ月程度となってしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１では、センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部と、計測部および無線通信部の動作を制御する制御部とを無線センサに設け、制御部からの指令によって計測部において定期的に計測データを作成させ、この計測部において作成された計測データに変化があった場合にのみ、制御部からの指令によって無線通信部を起動して、その計測データを無線送信するようにしている。これにより、無線通信部の起動回数が減るので、消費電力が減り、電池寿命を延ばすことができる。
【０００５】
また、特許文献１では、計測周期の初期値をｔ１とし、計測周期毎に作成される計測データの変化が一定期間（例えば、５分）無ければ、計測周期をｔ２（ｔ２＞ｔ１）に延ばし、さらに計測データの変化が一定期間無ければ、計測周期をｔ３（ｔ３＞ｔ２）に延ばす、という処理動作を繰り返す。これにより、計測部の起動回数がさらに減るので、消費電力が減り、電池寿命をさらに延ばすことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５５１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１では、計測データの変化が無い場合、計測周期がｔ１，ｔ２・・・・ｔｎと長期化して行き、計測データの変化を監視するために定められた一定期間（例えば、５分）に近づいて行く。このような状態において、突如重要な変化が生じた場合、その変化を検出し送信するのが遅れてしまい、モニタリングの即時性が損なわれる。また、上述した特許文献１では、計測周期が変化して行くので、それだけ計測周期の種類が増え、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率が高くなる。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率が低く、かつモニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能な無線センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために本発明は、センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部とを備え、電池によって駆動される無線センサにおいて、計測部に、所定の計測周期毎に起動してセンサの出力から計測データを作成する計測データ作成手段と、計測周期として選択的に使用される第１の周期とこの第１の周期よりも短い第２の周期とを記憶する計測周期記憶手段と、計測データ作成手段が作成した計測データに所定値を超える変化が認められた場合、その計測データを無線通信部へ通知する計測データ通知手段と、計測データ作成手段が計測データを作成する毎にその計測データの変化の度合いを求め、この求めた計測データの変化の度合いが予め定められている第１の閾値よりも大きかった場合、現在使用している計測周期を第２の周期に変更し、求めた計測データの変化の度合いが第１の閾値以下の値として定められている第２の閾値よりも小さかった場合、現在使用している計測周期を第１の周期に変更する計測周期変更手段とを設けたものである。
【００１０】
この発明において、計測周期変更手段は、計測データが作成される毎にその計測データの変化の度合いを求め、この求めた計測データの変化の度合いと予め定められている第１の閾値および第２の閾値とを比較する。ここで、求めた計測データの変化の度合いをα、第１の閾値をα１、第２の閾値をα２（α２≦α１）、計測周期をＴ、第１の周期を長周期Ｔ１、第２の周期を短周期Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）とすると、計測周期変更手段は、計測データの変化の度合いαが第１の閾値α１よりも大きければ、現在使用している計測周期Ｔを短周期Ｔ２に変更し、計測データの変化の度合いαが第２の閾値α２よりも小さければ、現在使用している計測周期Ｔを長周期Ｔ１に変更する。
これにより、例えば、現在使用している計測周期Ｔが長周期Ｔ１であれば、計測データの変化の度合いαが増大し第１の閾値α１よりも大きくなった時点（不安定状態に入った時点）で、短周期Ｔ２に変更される。また、現在使用している計測周期Ｔが短周期Ｔ２であれば、計測データの変化の度合いαが減少し第２の閾値α２よりも小さくなった時点（安定状態に入った時点）で、長周期Ｔ１に変更される。
【００１１】
本発明において、計測周期Ｔは長周期Ｔ１か短周期Ｔ２の何れにしか変更されず、安定状態が続いたからといって計測周期Ｔがどんどん長くなるということはない。例えば、長周期Ｔ１を３０sec 、短周期Ｔ２を５sec とした場合、計測周期Ｔは３０sec か５sec にしかならず、３０sec 以上になることはない。したがって、突如重要な変化が生じても、長周期Ｔ１（例えば、３０sec ）以内にその重要な変化を検出送信することが可能となり、モニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能となる。また、本発明では、計測周期Ｔが長周期Ｔ１と短周期Ｔ２の２種類とされ、それ以上計測周期Ｔの種類が増えることがなく、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率が低くなる。
【００１２】
本発明において、計測周期変更手段は、計測データ作成手段が計測データを作成する毎にその計測データの変化の度合いを求めるが、この計測データの変化の度合いの求め方は種々考えられる。例えば、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分を求め、この差分を今回作成した計測データと前回作成した計測データの計測時の時間差で割って変化率を求め、この変化率を計測データの変化の度合いとしたり、最新の計測データまでの連続する複数個の計測データの合計値を求め、この合計値をその複数個の計測データ中の最新の計測データと最古の計測データの計測時の時間差で割って変化率を求め、この変化率を計測データの変化の度合いとしたりする。なお、計測データの変化の度合いは必ずしも変化率として求めなくてもよく、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分として求めたり、最新の計測データまでの連続する複数個の計測データの合計値として求めたりしてもよい。
【００１３】
また、１日を複数の期間に分割し、この分割した期間（分割期間）毎に独自に第１の閾値および第２の閾値を定め、現在時刻が分割期間の何れに位置しているのかを判断し、現在時刻が位置する分割期間に対して定められている第１の閾値および第２の閾値を用いて計測周期の変更判断を行うようにしてもよい。また、分割期間毎にその分割期間に対して定められている第１の周期Ｔ１および第２の周期Ｔ２の何れか一方をを基準計測周期として定め、現在時刻が分割期間に入る毎に使用する計測周期をその分割期間に対して定められている基準計測周期にプリセットするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、計測データの変化の度合いが小さい安定状態では計測周期が第１の周期（長周期）とされ、計測データの変化の度合いが大きい不安定状態では計測周期が第２の周期（短周期）とされ、計測周期は第１の周期か第２の周期の何れにしか変更されず、安定状態が続いたからといって計測周期がどんどん長くなるということはない。したがって、第１の周期を比較的短い周期（例えば、３０sec ）とすることにより、突如重要な変化が生じても、第１の周期（例えば、３０sec ）以内にその重要な変化を検出送信することが可能となり、モニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能となる。また、本発明では、計測周期が第１の周期と第２の周期の２種類とされ、それ以上計測周期が増えることがなく、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率も低くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１は本発明に係る無線センサの一実施の形態を示すブロック図である。同図において、１は温度などの物理量を電気信号に変換する計測素子（センサ）、２は計測素子１からの出力（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、３はＡ／Ｄ変換器２を介する計測センサ１の出力から計測データを作成する計測用ＣＰＵ、４は計測用ＣＰＵ３が作成した計測データを送信元のアドレスなどを加えた送信データに変換する送信用ＣＰＵ、５は送信用ＣＰＵ４からの送信データを無線送信するＲＦ回路であり、これらは図示されていない電池からの電力の供給を受けて動作する。
【００１６】
この無線センサ１００において、計測用ＣＰＵ３に対してはメモリＭ１，Ｍ２，Ｍ３およびタイマＴＭが設けられており、メモリＭ１には計測周期Ｔとして選択的に使用される第１の周期Ｔ１と第２の周期Ｔ２が設定されている。第２の周期Ｔ２は、第１の周期Ｔ１よりも短い周期とされており、この例では第１の周期Ｔ１が３０sec とされ、第２の周期Ｔ２が５sec とされている。以下、第１の周期を長周期と呼び、第２の周期を短周期と呼ぶ。
【００１７】
また、メモリＭ２には、第１の閾値α１と第２の閾値α２が設定されている。この第１の閾値α１および第２の閾値α２は、後述する計測データの変化率αに対して定められた閾値であり、図２に示すように、第１の閾値α１が大きな値として定められ、第２の閾値α２が小さな値として定められている（α２＜α１）。
【００１８】
また、メモリＭ３には、本実施の形態特有のプログラムとして計測周期変更プログラムＰ１が格納されている。また、タイマＴＭは、計測用ＣＰＵ３を定期的に起動するタイマであり、このタイマＴＭの起動周期が計測データの計測周期Ｔとされる。本実施の形態において、計測用ＣＰＵ３は、計測周期変更プログラムＰ１に従って、タイマＴＭの起動周期（計測周期Ｔ）を長周期Ｔ１あるいは短周期Ｔ２に変更する。
【００１９】
なお、この実施の形態において、Ａ／Ｄ変換器２とＣＰＵ３とメモリＭ１，Ｍ２，Ｍ３とタイマＴＭとによって計測部１０が構成されており、送信用ＣＰＵ４とＲＦ回路５とによって無線通信部２０が構成されている。
【００２０】
以下、図３に示すフローチャートを参照して、計測周期変更プログラムＰ１に従って計測用ＣＰＵ３が実行する処理動作について説明する。なお、本実施の形態において、現在使用されている計測周期Ｔ（以下、現在の計測周期Ｔと呼ぶ）は長周期Ｔ１である場合と短周期Ｔ２である場合とがあるので、それぞれの場合に分けて説明する。
【００２１】
〔現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１である場合〕
計測用ＣＰＵ３は、タイマＴＭからの起動指令を受けると（ステップ１０１のＹＥＳ）、それまでのスリープ状態からウェイクアップ状態へ移行する。そして、Ａ／Ｄ変換器２を介して計測素子１の出力（センサ出力）を取り込み、この取り込んだセンサ出力から計測データを作成する（ステップ１０２）。
【００２２】
そして、送信用ＣＰＵ４に前回通知した計測データと今回作成した計測データとの差（絶対値）を変化量ΔＤとして求め（ステップ１０３）、この変化量ΔＤが予め定められている所定値ΔＤｔｈを超えていれば（ステップ１０４のＹＥＳ）、今回作成した計測データを送信用ＣＰＵ４に通知する（ステップ１０５）。変化量ΔＤが所定値ΔＤｔｈ以下であれば（ステップ１０４のＮＯ）、送信用ＣＰＵ４への計測データの通知は行わない。
【００２３】
送信用ＣＰＵ４は、計測用ＣＰＵ３から計測データの通知を受けると、それまでのスリープ状態からウェイクアップ状態へ移行し、計測用ＣＰＵ３からの計測データを送信元のアドレスなどを加えた送信データに変換し、ＲＦ回路５を作動させて無線送信する。この無線送信後、送信用ＣＰＵ４は、ＲＦ回路５を非作動状態とし、スリープ状態に移行する。これにより、今回作成した計測データに所定値ΔＤｔｈを超える変化が認められた場合にのみ、計測データが送信される。
【００２４】
次に、計測用ＣＰＵ３は、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分（絶対値）を求め、この差分を今回作成した計測データと前回作成した計測データの計測時の時間差Δｔ（この例では、Δｔ＝Ｔ１）で割って、計測データの変化率αを求める（ステップ１０６）。そして、この計測データの変化率αと第１の閾値α１とを比較する（ステップ１０７）。
【００２５】
ここで、計測データの変化率αが第１の閾値α１よりも大きかった場合（ステップ１０７のＹＥＳ）、計測用ＣＰＵ３は、タイマＴＭの起動周期を長周期Ｔ１から短周期Ｔ２に変更する（ステップ１０８）。これにより、次からは短周期Ｔ２が計測周期Ｔとして使用されるようになる。
【００２６】
計測データの変化率αが第１の閾値α１以下であった場合（ステップ１０７のＮＯ）、計測用ＣＰＵ３は、計測データの変化率αと第２の閾値α２とを比較する（ステップ１０９）。ここで、計測データの変化率αが第２の閾値α２以上であれば（ステップ１０９のＮＯ）、直ちにステップ１０１へ戻り、次の起動指令に備える。計測データの変化率αが第２の閾値α２よりも小さければ（ステップ１０９のＹＥＳ）、計測周期Ｔを長周期Ｔ１としたうえ、ステップ１０１へ戻り、次の起動指令に備える。この場合、現在の計測周期Ｔは長周期Ｔ１であるので、ステップ１１０では計測周期Ｔの変更は行われず、計測周期Ｔを長周期Ｔ１としたまま、次の起動指令に備えることになる。
【００２７】
〔現在の計測周期Ｔが短周期Ｔ２である場合〕
計測用ＣＰＵ３は、タイマＴＭからの起動指令を受けると（ステップ１０１のＹＥＳ）、それまでのスリープ状態からウェイクアップ状態へ移行する。そして、Ａ／Ｄ変換器２を介して計測素子１の出力（センサ出力）を取り込み、この取り込んだセンサ出力から計測データを作成する（ステップ１０２）。
【００２８】
そして、送信用ＣＰＵ４に前回通知した計測データと今回作成した計測データとの差（絶対値）を変化量ΔＤとして求め（ステップ１０３）、この変化量ΔＤが予め定められている所定値ΔＤｔｈを超えていれば（ステップ１０４のＹＥＳ）、今回作成した計測データを送信用ＣＰＵ４に通知する（ステップ１０５）。変化量ΔＤが所定値ΔＤｔｈ以下であれば（ステップ１０４のＮＯ）、送信用ＣＰＵ４への計測データの通知は行わない。
【００２９】
送信用ＣＰＵ４は、計測用ＣＰＵ３から計測データの通知を受けると、それまでのスリープ状態からウェイクアップ状態へ移行し、計測用ＣＰＵ３からの計測データを送信元のアドレスなどを加えた送信データに変換し、ＲＦ回路５を作動させて無線送信する。この無線送信後、送信用ＣＰＵ４は、ＲＦ回路５を非作動状態とし、スリープ状態に移行する。これにより、今回作成した計測データに所定値ΔＤｔｈを超える変化が認められた場合にのみ、計測データが送信される。
【００３０】
次に、計測用ＣＰＵ３は、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分（絶対値）を求め、この差分を今回作成した計測データと前回作成した計測データの計測時の時間差Δｔ（この例では、Δｔ＝Ｔ２）で割って、計測データの変化率αを求める（ステップ１０６）。そして、この計測データの変化率αと第１の閾値α１とを比較する（ステップ１０７）。
【００３１】
ここで、計測データの変化率αが第２の閾値α２よりも小さかった場合、計測用ＣＰＵ３はステップ１０７でのＮＯ、ステップ１０９でのＹＥＳに応じてステップ１１０へ進み、タイマＴＭの起動周期を短周期Ｔ２から長周期Ｔ１に変更する。これにより、次からは長周期Ｔ１が計測周期Ｔとして使用されるようになる。
【００３２】
計測データの変化率αが第１の閾値α１よりも大きかった場合（ステップ１０７のＹＥＳ）、計測用ＣＰＵ３は、計測周期Ｔを短周期Ｔ２としたうえ、ステップ１０１へ戻り、次の起動指令に備える。また、第１の閾値α１以下で、第２の閾値α２以上であった場合（ステップ１０９のＮＯ）、計測用ＣＰＵ３は、直ちにステップ１０１へ戻り、次の起動指令に備える。この場合、現在の計測周期Ｔは短周期Ｔ２であるので、ステップ１０８では計測周期Ｔの変更は行われず、計測周期Ｔを短周期Ｔ２としたまま、次の起動指令に備えることになる。
【００３３】
以上の説明から分かるように、本実施の形態では、現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１であった場合、計測データの変化率αが増加し第１の閾値α１よりも大きくなった時点（不安定状態に入った時点）で、短周期Ｔ２に変更されるようになる（図４（ａ）参照）。また、現在の計測周期Ｔが短周期Ｔ２であった場合、計測データの変化率αが減少し第２の閾値α２よりも小さくなった時点（安定状態に入った時点）で、長周期Ｔ１に変更されるようになる（図４（ｂ）参照）。
【００３４】
図６に計測データの変化とこの計測データの変化に対する計測周期の変更状況を例示する。この例において、計測用ＣＰＵ３は、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４において、計測周期Ｔを長周期Ｔ１として起動され、計測データを作成する。この場合、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３では、計測データの変化率αが第１の閾値α１以下であったため、安定状態にあるものと判断し、計測周期Ｔの変更を行わず、長周期Ｔ１を維持する。時刻ｔ４では、計測データの変化率αが第１の閾値α１よりも大きくなっため、不安定状態に入ったと判断し、計測周期Ｔを長周期Ｔ１から短周期Ｔ２に変更する。
【００３５】
時刻ｔ５では、送信用ＣＰＵ４に前回通知した計測データ（時刻ｔ１における計測データ）との間に所定値ΔＤｔｈを超える変化が認められたため、その変化が認められた計測データを送信用ＣＰＵ４に通知する。また、時刻ｔ５，ｔ６では、計測データの変化率αが第２の閾値α２以上であるため、不安定状態にあるものと判断し、計測周期Ｔの変更を行わず、短周期Ｔ２を維持する。時刻ｔ７では、計測データの変化率αが第２の閾値α２よりも小さくなったため、安定状態に入ったと判断し、計測周期Ｔを短周期Ｔ２から長周期Ｔ１に変更する。
【００３６】
このように、本実施の形態において、計測周期Ｔは長周期Ｔ１か短周期Ｔ２の何れにしか変更されず、安定状態が続いたからといって計測周期Ｔがどんどん長くなるということはない。したがって、突如重要な変化が生じても、長周期Ｔ１（３０sec ）以内にその重要な変化を検出送信することが可能となり、モニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能となる。また、本実施の形態では、計測周期Ｔが長周期Ｔ１と短周期Ｔ２の２種類とされ、それ以上計測周期Ｔの種類が増えることがなく、他の無線センサから送信される計測データとの衝突の確率も低くなる。
【００３７】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、計測周期の変更判断に用いる第１の閾値α１および第２の閾値α２をα２＜α１として定めるようにしたが、第１の閾値α１と第２の閾値α２とを同じ値としてもよい。
【００３８】
この場合、図５に示すように、第１の閾値α１と第２の閾値α２とを共通の閾値αs（αs＝α１＝α２）とし、現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１であった場合、計測データの変化率αが増大し閾値αｓとなった時点で、長周期Ｔ１から短周期Ｔ２に変更するようにする。また、現在の計測周期Ｔが短周期Ｔ２であった場合、計測データの変化率αが減少し閾値αｓとなった時点で、短周期Ｔ２から長周期Ｔ１に変更するようにする。
【００３９】
実施の形態１では、第１の閾値α１と第２の閾値α２をα２＜α１として定めているので、計測周期の変更判断にヒステリシスが生じるが、実施の形態２では、第１の閾値α１と第２の閾値α２とを同じ値としているので、計測周期の変更判断にヒステリシスは生じない。実施の形態２は安定した系に対して有効である。不安定な系に対しては、実施の形態１のように計測周期の変更判断にヒステリシスを持たせ、計測周期が頻繁に変更されないようにする。
【００４０】
〔実施の形態３〕
実施の形態１では、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分を求め、この差分を今回作成した計測データと前回作成した計測データの計測時の時間差Δｔで割って、計測データの変化率αを求めるようにした。この場合、一時的な外乱によって計測データの変化率αが大きく変化し、計測周期Ｔが変更されてしまう虞れがある。
【００４１】
そこで、実施の形態３では、外乱の影響を受け難くするために、最新の計測データまでの連続する複数個（例えば、５個）の計測データの合計値を求め、この合計値をその複数個の計測データ中の最新の計測データと最古の計測データの計測時の時間差で割って変化率を求め、この変化率を計測データの変化の度合いとして用いる。
【００４２】
〔実施の形態４〕
実施の形態１では、計測データの変化の度合いとして計測データの変化率を求めるようにしたが、必ずしも変化率として求めなくてもよい。例えば、今回作成した計測データと前回作成した計測データとの差分を求め、この求めた差分と予め定められている閾値とを比較することによって、計測周期の変更判断を行うようにしてもよい。
【００４３】
なお、この実施の形態４では、計測周期の変更判断にヒステリシスを設けない場合であっても、現在の計測周期Ｔが長周期Ｔ１である場合には大きな閾値を使用し、現在の計測周期Ｔが短周期Ｔ２である場合には小さな閾値を使用する。すなわち、同じ変化率でも、計測周期Ｔが長くなれば差分は大きくなるので、長周期Ｔ１の場合は閾値を大きくし、短周期Ｔ２の場合は閾値を小さくする。
【００４４】
また、この実施の形態４においても、実施の形態３と同様に、外乱の影響を受け難くするようにしてもよい。この場合、例えば、最新の計測データまでの連続する複数個（例えば、５個）の計測データの合計値を計測値変化総量として求め、この計測値変化総量の絶対値と予め定められている閾値とを比較することによって、計測周期の変更判断を行うようにする。
【００４５】
〔実施の形態５〕
例えば、空調制御では、朝の立ち上がり時間帯と、日中の定常状態の時間帯とでは、測定周期の変更判断は一律ではなく、分けて判断することが望ましい。しかし、実施の形態１において、第１の閾値α１および第２の閾値α２は固定値であり、１日中変わることがない。
【００４６】
そこで、実施の形態５では、１日を複数の期間に分割し、この分割した期間（分割期間）毎に独自に第１の閾値α１および第２の閾値α２を定めるようにする。例えば、朝の立ち上がり時間帯に対しては第１の閾値α１ａおよび第２の閾値α２ａを定め、日中の定常状態の時間帯に対しては朝の立ち上がり時間帯とは異なる第１の閾値α１ｂおよび第２の閾値α２ｂを定める。
【００４７】
そして、現在時刻が分割期間の何れに位置しているのかを判断し、現在時刻が位置する分割期間に対して定められている第１の閾値α１および第２の閾値α２を読み出し、この読み出した第１の閾値α１および第２の閾値α２を用いて計測周期の変更判断を行うようにする。これにより、実際の運用に即して、柔軟かつ適切に、モニタリングの即時性と消費電力の低減を両立させることが可能となる。
【００４８】
なお、この実施の形態５において、分割期間毎にその分割期間に対して定められている第１の周期Ｔ１および第２の周期Ｔ２の何れか一方を基準計測周期として定め、現在時刻が分割期間に入る毎に、使用する計測周期Ｔをその分割期間に対して定められている基準計測周期にプリセットするようにしてもよい。このようにすると、各分割期間の変わり目で、前の分割期間の直近の計測周期が後の分割期間にそのまま引き継がれる、という弊害が生じるのを未然に防ぐことができる。
【００４９】
〔実施の形態６〕
実施の形態１では、計測データを作成する毎に、前回通知した計測データと今回作成した計測データとの差を変化量ΔＤとして求め、この変化量ΔＤが予め定められている所定値ΔＤｔｈを超えていた場合に今回作成した計測データを通知するようにしたが、前回作成した計測データと今回作成した計測データとの差を変化量ΔＤとして求め、この変化量ΔＤが予め定められている所定値ΔＤｔｈを超えていた場合に今回作成した計測データを通知するようにしてもよい。
【００５０】
実施の形態１のように、前回通知した計測データと今回作成した計測データとの差を変化量ΔＤとして求める方法とすると、計測値の変化が緩やかで前回作成した計測データとの比較では閾値以内でも、その傾向が長く続いて前回無線送信した計測データと比べると変化量が顕著であるような場合に、見逃すことなく確実に外部に直近の計測データを無線送信することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る無線センサの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】この無線センサにおいて計測周期の変更判断に使用する第１の閾値α１および第２の閾値α２を例示する図である。
【図３】この無線センサにおける計測用ＣＰＵが実行する計測周期変更プログラムに従う処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の閾値α１および第２の閾値α２に対する計測周期の変更状況を説明する図である。
【図５】第１の閾値α１および第２の閾値α２を同じ値とした場合の計測周期の変更状況を説明する図である。
【図６】計測データの変化とこの計測データの変化に対する計測周期の変更状況を例示する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…計測素子、２…Ａ／Ｄ変換器、３…計測用ＣＰＵ、４…送信用ＣＰＵ、５…ＲＦ回路、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…メモリ、ＴＭ…タイマ、１０…計測部、２０…無線通信部、Ｔ…計測周期、Ｔ１…第１の周期（長周期）、Ｔ２…第２の周期（短周期）、α１…第１の閾値、α２…第２の閾値、Ｐ１…計測周期変更プログラム、１００…無線センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部とを備え、電池によって駆動される無線センサにおいて、
前記計測部は、
所定の計測周期毎に起動して前記センサの出力から計測データを作成する計測データ作成手段と、
前記計測周期として選択的に使用される第１の周期とこの第１の周期よりも短い第２の周期とを記憶する計測周期記憶手段と、
前記計測データ作成手段が作成した計測データに所定値を超える変化が認められた場合、その計測データを前記無線通信部へ通知する計測データ通知手段と、
前記計測データ作成手段が計測データを作成する毎にその計測データの変化の度合いを求め、この求めた計測データの変化の度合いが予め定められている第１の閾値よりも大きかった場合、現在使用している計測周期を前記第２の周期に変更し、前記求めた計測データの変化の度合いが前記第１の閾値以下の値として定められている第２の閾値よりも小さかった場合、現在使用している計測周期を前記第１の周期に変更する計測周期変更手段と
を備えることを特徴とする無線センサ。
【請求項２】
請求項１に記載された無線センサにおいて、
１日を複数の期間に分割した分割期間毎に独自に定められた前記第１の閾値および第２の閾値を記憶する閾値記憶手段を備え、
前記計測周期変更手段は、
現在時刻が前記分割期間の何れに位置しているのかを判断し、現在時刻が位置する分割期間に対して定められている前記第１の閾値および第２の閾値を前記閾値記憶手段より読み出し、この読み出した第１の閾値および第２の閾値を用いて前記計測周期の変更を行う
ことを特徴とする無線センサ。
【請求項３】
請求項２に記載された無線センサにおいて、
前記分割期間毎にその分割期間に対して定められている前記第１の周期および第２の周期の何れか一方を基準計測周期として記憶する基準計測周期記憶手段を備え、
前記計測周期変更手段は、
現在時刻が前記分割期間に入る毎に使用する計測周期をその分割期間に対して定められている前記基準計測周期にプリセットする
ことを特徴とする無線センサ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載された無線センサにおいて、
前記計測周期変更手段は、
前記計測データ作成手段が計測データを作成する毎に、最新の計測データまでの連続する複数個の計測データの合計値を求め、この合計値をその複数個の計測データ中の最新の計測データと最古の計測データの計測時の時間差で割って変化率を求め、この変化率を前記計測データの変化の度合いとする
ことを特徴とする無線センサ。
【請求項１】
センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部とを備え、電池によって駆動される無線センサにおいて、
前記計測部は、
所定の計測周期毎に起動して前記センサの出力から計測データを作成する計測データ作成手段と、
前記計測周期として選択的に使用される第１の周期とこの第１の周期よりも短い第２の周期とを記憶する計測周期記憶手段と、
前記計測データ作成手段が作成した計測データに所定値を超える変化が認められた場合、その計測データを前記無線通信部へ通知する計測データ通知手段と、
前記計測データ作成手段が計測データを作成する毎にその計測データの変化の度合いを求め、この求めた計測データの変化の度合いが予め定められている第１の閾値よりも大きかった場合、現在使用している計測周期を前記第２の周期に変更し、前記求めた計測データの変化の度合いが前記第１の閾値以下の値として定められている第２の閾値よりも小さかった場合、現在使用している計測周期を前記第１の周期に変更する計測周期変更手段と
を備えることを特徴とする無線センサ。
【請求項２】
請求項１に記載された無線センサにおいて、
１日を複数の期間に分割した分割期間毎に独自に定められた前記第１の閾値および第２の閾値を記憶する閾値記憶手段を備え、
前記計測周期変更手段は、
現在時刻が前記分割期間の何れに位置しているのかを判断し、現在時刻が位置する分割期間に対して定められている前記第１の閾値および第２の閾値を前記閾値記憶手段より読み出し、この読み出した第１の閾値および第２の閾値を用いて前記計測周期の変更を行う
ことを特徴とする無線センサ。
【請求項３】
請求項２に記載された無線センサにおいて、
前記分割期間毎にその分割期間に対して定められている前記第１の周期および第２の周期の何れか一方を基準計測周期として記憶する基準計測周期記憶手段を備え、
前記計測周期変更手段は、
現在時刻が前記分割期間に入る毎に使用する計測周期をその分割期間に対して定められている前記基準計測周期にプリセットする
ことを特徴とする無線センサ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載された無線センサにおいて、
前記計測周期変更手段は、
前記計測データ作成手段が計測データを作成する毎に、最新の計測データまでの連続する複数個の計測データの合計値を求め、この合計値をその複数個の計測データ中の最新の計測データと最古の計測データの計測時の時間差で割って変化率を求め、この変化率を前記計測データの変化の度合いとする
ことを特徴とする無線センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−５２４１５（Ｐ２００８−５２４１５Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２６４１３（Ｐ２００６−２２６４１３）
【出願日】平成１８年８月２３日（２００６．８．２３）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２３日（２００６．８．２３）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]