無線計測制御システムおよび無線計測制御方法
【課題】計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現する。
【解決手段】計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサ１０と、自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池３０による給電を受ける無線通信手段２０と、センサ１０および無線通信手段２０をそれぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、センサ１０から取得した計測データを記憶する記憶部を備え電池３０による給電を受ける制御手段１００とを含み、記憶部に記憶している計測データを無線通信手段２０によって他無線通信手段に送信させる。
【解決手段】計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサ１０と、自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池３０による給電を受ける無線通信手段２０と、センサ１０および無線通信手段２０をそれぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、センサ１０から取得した計測データを記憶する記憶部を備え電池３０による給電を受ける制御手段１００とを含み、記憶部に記憶している計測データを無線通信手段２０によって他無線通信手段に送信させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線計測制御システムおよび無線計測制御方法に関するものであり、具体的には、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサを所定領域に分散配置し、該当領域における各種現象を継続的に計測する場合がある。例えば、掘削工事領域における地下水位の計測、地滑り地帯やトンネル地山における地盤変位の計測、などがそれにあたる。
【０００３】
このような計測に際し、各計測地点のセンサとデータ収集装置との間を有線通信で結ぶとすれば、長大な通信ケーブルの敷設、維持管理、および現場状況の変化（例：工事の進捗等）に応じた盛替えといった作業が発生し、コストおよび手間の両面で問題があった。また、工事用機械の動作に伴う通信ケーブルの変形、破損等も危惧される。
【０００４】
そこで、各計測地点のセンサとデータ収集装置との間を無線通信で結ぶ技術が提案されている。例えば、振動検知センサと無線ＩＣタグとを備えていて観測地点に設置される地盤変動モニタリング装置であって、前記無線ＩＣタグは、他の無線ＩＣタグと識別するためのＩＣタグ識別情報が記録されている記録部と、無線通信により情報の送信を行う通信部と、前記振動検知センサの計測情報に基づいて前記通信部を介して情報送信を行う制御部とを有することを特徴とする地盤変動モニタリング装置（特許文献１参照）などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４７５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、センサやデータ収集装置らは稼働時に電源を必要とする。しかし、上述したような工事現場や山間部などでは、いつでも手間無く電源を手配出来るとは限らない。従って、計測データ収集の無線化を図るとしても、必要な装置類に対し確実に電源を供給する為には、給電用のケーブルを広範に敷設する必要がある。或いは、工事用発電機や商用電源等からの連続的な給電が可能な場所にのみ計測システムを構築するという制限が生じてくる。
【０００７】
他方、バッテリー等の独立した電源を装置類に付帯させ、給電を行うことも考えられる。しかし、継続的な計測を行う状況下で従来通りの計測とデータ収集を行えば、電源における蓄電容量は早期に低下し、電源交換や再充電といったメンテナンス作業が頻繁に発生することになる。また、電源交換等の際には電源が切れるため、その間の計測データは取得できないことになり、計測の継続性が維持できない。また、計測地点へのアクセスが容易でない工事現場等であれば、こうしたメンテナンス作業自体が困難で手間もかかり、工事効率低下にもつながりかねない。
【０００８】
そこで本発明では、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の無線計測制御システムは、計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサと、自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池による給電を受ける無線通信手段と、前記センサおよび前記無線通信手段を、それぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、前記センサから取得した計測データを記憶する記憶部を備え、電池による給電を受ける制御手段とを含み、前記制御手段が、前記タイマー部によって起動した前記センサでの一定時間の計測データを取得して前記記憶部に記憶し、次の起動タイミングまで当該センサを停止させる処理と、前記タイマー部によって起動した前記無線通信手段により、前記記憶部に記憶している計測データを他の無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段を停止させる処理と、前記無線通信手段の起動時に、ネットワークに含まれる所定装置との間における時刻情報の同期処理を実行するものである、ことを特徴とする。
【００１０】
こうした本発明によれば、センサ、無線通信手段、および制御手段といった装置類が電池で稼働する構成となっており、給電用の商用電源等の確保に囚われず、必要な箇所にセンサらを設置し確実に計測データの収集を行うことが出来る。また、これら装置類の設置環境に変化が生じて移設を行う場合であっても、電源確保の可否に無関係に必要な箇所への移設を行うことができる。
【００１１】
しかもこれら装置類は、所定時間の到来毎に間欠的に稼働するよう制御される為、電池の蓄電容量低下が効果的に抑制され、電池交換等のメンテナンスが長期間にわたり不要となる。このことは、人がアクセスしにくいような環境であっても、装置類を一度設置すれば計測を長期間にわたって継続できることにつながる。
【００１２】
また、センサが計測したデータは、制御手段にて保持され、無線通信手段の次回起動時にまとめて送信がなされる制御形態となっているため、例えば、ネットワーク環境の悪化等により一度データ送信に失敗したとしても、次回起動時に再送する、或いは担当者がデータロガー等を携行し制御手段から直接データの吸い出しを行う、といった手当も可能である。従って、メンテナンスフリーでありつつ、計測データの確実な収集を図れるという優れた効果も奏することとなる。
【００１３】
また、前記制御手段は、前記タイマー部によって前記所定時間毎に起動するため、その他の時間帯はスリープ状態となり、その節電効果がより高まることとなる。また、ネットワークに含まれる各制御手段の間で時刻情報の同期が図られることで、例えば、ネットワークを構成すべき制御手段同士が、同じ時間帯に確実に起動し確実にネットワークを構成することが可能となる。つまり、こうして起動した制御手段らにより、計測データの収集や送信も確実に行われることになる。
【００１４】
このように本発明によれば、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現できる。
【００１５】
なお、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段は、前記センサおよび前記無線通信手段の組毎に設けられているものであるとしてもよい。こうした構成とすれば、１つの制御手段が稼働させるセンサ、無線通信手段の数も１つとなり、制御手段における節電効果がより高まることとなる。
【００１６】
また、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、前記管理装置は、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データのうち時間変化が所定基準を越えるものを特定し、該特定した計測データを記憶していた制御手段に対し、前記タイマー部における起動の所定時間を既存設定より一定時間短く設定する処理を前記無線通信手段を介して実行するとしてもよい。
【００１７】
こうした管理装置を含む構成とすれば、例えば地下水位や地盤変位が急激に上昇した事象を感知し、こうした事象が生じている箇所、すなわち要観察対象の箇所について、きめ細かく計測データ収集を行い、その変動具合を更に詳細にモニタリングすることも可能となる。
【００１８】
また、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、前記管理装置は、前記所定時間毎の無線通信手段の起動時に、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段の情報を、予め記憶手段にて保持する無線通信手段のリストと照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段を特定し、予め記憶手段にて保持するネットワーク上の無線通信手段の配置情報に基づき、前記特定した無線通信手段がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段を特定し、当該所定範囲の無線通信手段と組を成す制御手段に対し、所定時間帯の停止を設定し、前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段と通信可能な位置にある無線通信手段を前記配置情報に基づいて特定し、該特定した無線通信手段と組を成す制御手段に対し、前記所定時間帯の起動を設定するとしてもよい。
【００１９】
こうした管理装置を含む構成とすれば、不具合が生じた或る無線通信手段をデータ転送経路に含んでいた所定の無線通信手段について、他のデータ転送経路をとるべく、（通信可能な範囲に存在しているが）通常であればネットワークを構築しない他の無線通信手段らを迂回ネットワークのノードとして指定することができる。従って、ネットワーク中で不具合が生じているとしても迂回路を指定し、計測データ収集を確実なものと出来る。
【００２０】
また、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、前記管理装置は、前記所定時間毎の無線通信手段の起動時に、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段の情報を、予め記憶手段にて保持する無線通信手段のリストと照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段を特定し、前記特定した無線通信手段がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段について、ユーザからの指示を入力装置で受け付けて、前記指示に応じた前記所定範囲の無線通信手段と組を成す制御手段に対し、所定時間帯の停止を設定し、前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段と通信可能な位置にある無線通信手段について、ユーザからの指示を入力装置で受け付けて、前記指示に応じた無線通信手段と組を成す制御手段に対し、前記所定時間帯の起動を設定するとしてもよい。
【００２１】
こうした管理装置を含む構成とすれば、不具合が生じた或る無線通信手段をデータ転送経路に含んでいた所定の無線通信手段について、他のデータ転送経路をとるべく、（通信可能な範囲に存在しているが）通常であればネットワークを構築しない他の無線通信手段らを迂回ネットワークのノードとしてユーザ指定を受けることができる。従って、ネットワーク中で不具合が生じているとしても迂回路を指定し、計測データ収集を確実なものと出来る。
【００２２】
また、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、前記制御手段は、電池の残容量を検知するセンサを有しており、当該センサで検知した電池の残容量の情報を、無線通信手段を起動した際に無線通信手段を介して管理装置に送信するものであり、前記管理装置は、前記制御手段から前記電池の残容量の情報を受信し、該残容量が一定レベル以下であれば、該当制御手段における電池交換時期として出力装置に所定のアラームを出力するものであるとしてもよい。無線計測における省電力化を図る本発明の無線計測制御システムにおいて、こうした電池残量の情報管理を行うとすれば、省電力化による電池交換間隔の長期化を図ると共に、不意の電池切れによる計測失敗といった事態を防ぐことも可能になる。
【００２３】
また、本発明の無線計測制御方法は、計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサと、自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池による給電を受ける無線通信手段と、前記センサおよび前記無線通信手段を、それぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、前記センサから取得した計測データを記憶する記憶部を備え、電池による給電を受ける制御手段とを含む無線計測制御システムにおける、前記制御手段が、前記タイマー部によって起動した前記センサでの一定時間の計測データを取得して前記記憶部に記憶し、次の起動タイミングまで当該センサを停止させる処理と、前記タイマー部によって起動した前記無線通信手段により、前記記憶部に記憶している計測データを他の無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段を停止させる処理と、前記無線通信手段の起動時に、ネットワークに含まれる所定装置との間における時刻情報の同期処理を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の無線計測制御システムを含むネットワーク構成図である。
【図２】本実施形態の無線計測制御システムを構成する各装置類のハードウェア構成例を示す図である。
【図３】本実施形態のテーブル例を示す図である。
【図４】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例１を示すフロー図である。
【図５】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例２を示すフロー図である。
【図６】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例３を示すフロー図である。
【図７】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例４を示すフロー図である。
【図８】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例５を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
−−−システム等の構成例−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態における無線計測制御システム１を含むネットワーク構成図である。図１に示すように、本実施形態の無線計測制御システム１は、例えば、掘削工事領域における地下水位計測のために配置される。従って本実施形態におけるセンサ１０は、掘削工事領域に複数設けられている観測井２に設置された水位センサとなる。また本実施形態において、観測井２のうちいずれかには、注水ないし揚水を行うポンプ３が設置されている。また、ポンプ３は、ポンプ電源制御装置４により注水量ないし揚水量の制御がなされる。
【００２７】
各センサ１０には、制御手段としてのアンプ１００が通信可能に一体となって接続されており、起動、停止の制御をこのアンプ１００から受けている。また、センサ１０が起動時間中に計測した計測値はアンプ１００に送られる。アンプ１００は、所定時間毎のセンサ１０の起動を行う機能の他に、センサ１０から流れてくる計測値（の信号）を適宜増幅、整形して計測データとして自身の記憶部１０１に格納する機能を有している。
【００２８】
また、アンプ１００は、無線通信手段２０に対しても、所定時間毎の起動、停止の制御を行う。アンプ１００が起動の制御を行う時間間隔は、センサ１０と無線通信手段２０とで同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、センサ１０を起動するのは１時間毎、無線通信手段２０を起動するのは４時間毎、といったパターンが考えられる。アンプ１００の記憶部１０１の記憶容量が許す限り、センサ１０由来の計測データを蓄積し、無線通信手段２０の起動頻度を可能な限り低減するとすれば、無線通信手段２０における更なる節電が見込める。
【００２９】
上述のアンプ１００に接続される無線通信手段２０は、ネットワーク上のノードを構成する装置であり、他のノードと自立的にネットワーク確立を行うものである。このネットワークとしてはワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５を採用できる（以下、ワイヤレスパーソナルネットワークを例に挙げて説明を行う）。前記無線通信手段２０は、好ましくは１つのセンサ１０およびアンプ１００と組をなす。無線通信手段２０は、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５のプロトコルに適合した通信回路２１、電波の送受信の媒体となるアンテナ２２，アンプ１００とのデータ授受を担うインターフェイス２３、および稼働用の電源たる電池３０を備えている。
【００３０】
ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５（ＷＰＡＮ：Wireless Personal Area Network）は、比較的近距離（例：数メートル〜百数十メートル）で隣接した通信端末同士が自立的に相互接続して構成する無線ネットワークであり、具体的にはZigBee等の規格を採用できる。当該規格は、低コスト、低消費電力であり、本実施形態のワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５の構築に適した無線通信規格と言える。また、１つのネットワークに最大で６５５３５ノード（端末）が接続可能であり、広範な領域にセンサを多数配置する状況にも適切に対応できる。更に、複雑な設定なしに３０ミリ秒程度でアドホックなネットワーク構築が可能であり、また、１５ミリ秒程度でスリープ状態から回復可能という特性も備えている。
【００３１】
続いて、本実施形態の無線計測制御システム１を構成するアンプ１００、および管理装置２００について、そのハードウェア構成を詳述する。図２は、本実施形態における無線計測制御システム１を構成する各装置らのハードウェア構成例を示す図である。本実施形態の無線計測制御システム１（以下、システム１）を構成する、アンプ１００（制御手段）は、不揮発性の記憶装置で構成された記憶部１０１、記憶部１０１に保持しているプログラム１０２を実行する演算部１０３、無線通信手段２０と通信するインターフェイス部１０４、現在時刻の管理と、センサ１０および無線通信手段２０をそれぞれ予め設定した所定時間毎に起動する処理を行うタイマー部１０５、および稼働用の電源たる電池３０を備えている。また、例えばアンプ１００のバスには適宜なコネクタや配線、インターフェイス類を介してセンサ１０が接続されており、アンプ１００とセンサ１０は一体の構成となっている。
【００３２】
記憶部１０１には、プログラム１０２の他に、処理に必要な各種データが格納されている。より具体的には、タイマー部１０５が参照する前記起動の時間に関する情報が格納されている。制御手段１００が本実施形態の無線計測制御方法の実行に際し必要な機能は、プログラム１０２を演算部１０４が実行することで実装される機能と言える。
【００３３】
また、管理装置２００は、工事現場の現場事務所等に置かれるパーソナルコンピュータなどであり、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に接続され、各アンプ１００から送信されてくる計測データを収集している。管理装置２００はコンピュータ装置として一般的な、ハードディスクドライブ等の記憶手段２０１、この記憶手段２０１に格納されているプログラム２０２をメモリ２０３に読み出して実行する演算部２０４、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に接続しアンプ１００らと通信するネットワークインターフェイス部２０５、ユーザからの入力を受け付けるキーボードやマウス、タッチパネル等の入力装置２０６、ユーザに情報を提示するディスプレイやスピーカー等の出力装置２０７、現在日時を管理するクロック部２０８を備えている。また、前記記憶手段２０１には、無線通信手段２０のリスト２１０、無線通信手段２０の配置情報２１１が記憶されている。
【００３４】
続いて、制御手段たるアンプ１００の演算部１０３がプログラム１０２の実行により実現する処理、および管理装置２００の演算部２０４がプログラム２０２の実行により実現する処理、について説明する。
【００３５】
アンプ１００の演算部１０３は、タイマー部１０５によって、センサ１０を所定時間の到来に応じて起動し、該当センサ１０での一定時間の計測データを取得して記憶部１０１に記憶し、次の起動タイミングまで前記センサ１０を停止させる処理を実行する。
【００３６】
また、アンプ１００の演算部１０３は、タイマー部１０５によって、無線通信手段２０を所定時間の到来に応じて起動し、記憶部１０１に記憶している計測データを無線通信手段２０によって他無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段２０を停止させる処理を実行する。
【００３７】
なお、アンプ１００は、タイマー部１０５によって前記所定時間毎に起動するとすれば節電効果がより高まり好適である。また、各アンプ１００は、無線通信手段２０の起動時に、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に含まれる所定装置、例えば管理装置２００のクロック部２０７から時刻情報を得て、時刻情報の同期処理を実行するとしてもよい。このような時刻の同期処理を行っておけば、各アンプ１００の起動のタイミングを精度よく揃え、ひいては、アンプ間のワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５の構築やそれに伴う計測データの伝送等も確実なものとできる。
【００３８】
一方、管理装置２００の演算部２０４は、各アンプ１００が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データのうち時間変化が所定基準を越えるものを特定し、該特定した計測データを記憶していたアンプ１００に対し、タイマー部１０５における起動の所定時間を既存設定より一定時間短く設定する処理を無線通信手段２０を介して実行する。
【００３９】
また、管理装置２００の演算部２０４は、所定時間毎の無線通信手段２０の起動時に、各アンプ１００が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段２０の情報を、予め記憶手段２０１にて保持する無線通信手段のリスト２１０と照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段２０を特定するとしてもよい。
【００４０】
この場合、管理装置２００の演算部２０４は、予め記憶手段２０１にて保持するワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５上の無線通信手段２０の配置情報２１１に基づき、前記特定した無線通信手段２０がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段２５を特定し、当該所定範囲の無線通信手段２５と組を成すアンプ１００に対し、所定時間帯の停止を設定する。
【００４１】
またこの場合、管理装置２００の演算部２０４は、前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段２０と通信可能な位置にある無線通信手段２６を前記配置情報２１１に基づいて特定し、該特定した無線通信手段２６と組を成すアンプ１００に対し、前記所定時間帯の起動を設定する。
【００４２】
なお、管理装置２００の演算部２０４は、前記特定した無線通信手段２０がネットワークを構成する所定範囲の前記無線通信手段２５について、ユーザからの指示を入力装置２０６で受け付けて、前記指示に応じた前記所定範囲の無線通信手段２５と組を成すアンプ１００に対し、所定時間帯の停止を設定するとしてもよい。
【００４３】
この場合、管理装置２００の演算部２０４は、前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段２０と通信可能な位置にある無線通信手段２６について、ユーザからの指示を入力装置２０６で受け付けて、前記指示に応じた無線通信手段２６と組を成すアンプ１００に対し、前記所定時間帯の起動を設定する。
【００４４】
また、前記アンプ１００は、電池３０の残容量を検知するセンサ３１を有しており、当該センサ３１で検知した電池３０の残容量の情報を、無線通信手段２０を起動した際に無線通信手段２０を介して管理装置２００に送信するとしてもよい。この場合、前記管理装置２００は、前記アンプ１００から前記電池３０の残容量の情報を受信し、該残容量が一定レベル以下であれば、該当アンプ１００における電池交換時期として出力装置２０７に所定のアラームを出力するとすれば好適である。
【００４５】
ここで、ＣＰＵ等の演算部によりプログラムを実行することで、必要な機能を実装する例をあげたが、必要な機能を実現する電子回路等を前記制御手段１００や管理装置２００が備えていて、同様の処理を実行するとしても勿論問題ない。
【００４６】
−−−テーブル構造例−−−
図３は本実施形態におけるテーブル例を示す図である。前記管理装置２００は、その記憶手段２０１において、無線通信手段のリスト２１０、無線通信手段の配置情報２１１といったテーブルを備えている。無線通信手段のリスト２１０は、図３の例に示すように、無線通信手段２０の識別番号をキーとして、該当無線通信手段２０と組をなすセンサ１０とアンプ１００の各識別番号が対応付けされたレコードの集合体となっている。
【００４７】
また、無線通信手段の配置情報２１１は、例えば、無線通信手段２０の識別番号をキーとして、例えば工事領域を座標平面とした場合の該当無線通信手段２０の設置座標が対応付けされたレコードの集合体となっている。
【００４８】
−−−無線計測制御方法のフロー例１−−−
次に、本実施形態の無線計測制御方法の処理フローについて説明する。図４は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例１を示す図である。ここではまず、アンプ１００のタイマー部１０５に対する設定処理について説明する。アンプ１００のタイマー部１０５の設定処理に関して主体となるのは管理装置２００である。管理装置２００は、入力装置２０６を介して、計測の管理者等からの時刻ないし時間間隔の指定を受け付ける（ｓ１００）。ここで指定を受け付ける時刻ないし時間間隔はアンプ１００のタイマー部１０５が、センサ１０と無線通信手段２０の起動を行うタイミングとなる。
【００４９】
既に上述したとおり、アンプ１００が起動の制御を行う時間間隔は、センサ１０と無線通信手段２０とで同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、センサ１０を起動するのは毎９時、毎１１時、毎１３時、・・・、或いは２時間毎、無線通信手段２０を起動するのは毎９時、毎１３時、毎１７時、・・・或いは４時間毎、といったパターンが考えられる。アンプ１００の記憶部１０１の記憶容量が許す限り、センサ１０由来の計測データを蓄積し、無線通信手段２０の起動頻度を可能な限り低減するとすれば、無線通信手段２０における更なる節電が見込める。
【００５０】
管理装置２００は、管理者等から指定を受け付けたセンサ向けおよび無線通信手段向けの時刻ないし時間間隔の情報を含む設定指示を、ネットワークインターフェイス部１０４を介しワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に接続されているアンプ１００に対し送る（ｓ１０１）。この設定指示は、設定対象を特定するアンプ１００の識別番号を含むものとする。
【００５１】
この設定指示を管理装置２００がアンプ１００に送るのが最初、つまりアンプ１００の初期設定時であれば、管理者等は予めアンプ１００を起動させて管理装置２００とアンプ１００との間でワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５を確立しておく。また、この設定指示を管理装置２００がアンプ１００に送るのが初期設定時以降であれば、初期設定等で定めておいた時間にアンプ１００が起動し、管理装置２００との間でワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５が確立された時点で、管理装置２００がこのネットワーク確立を検知し、前記設定指示をアンプ１００に送信することになる。
【００５２】
一方、アンプ１００は前記設定指示を管理装置２００から受信し、タイマー部１０５に設定する（ｓ１０２）。このタイマー部１０５は、設定された時刻ないし時間間隔の到来を検知し、所定のインターフェイスを介して接続されているセンサ１０、無線通信手段２０に起動信号ないし停止信号を出力する機能を有する。以上のようにアンプ１００のタイマー部１０５への時刻ないし時間間隔の設定がなされた。
【００５３】
−−−無線計測制御方法のフロー例２−−−
次に、センサ１０と無線通信手段２０の起動、および計測データの収集処理について説明する。図５は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例２を示す図である。この場合、アンプ１００のタイマー部１０５は、管理装置２００から設定されているセンサ１０の起動の時刻ないし時間間隔の到来を検知して（ｓ２００：Ｙｅｓ）、例えばセンサ１０に起動信号を送る（ｓ２０１）。センサ１０がアンプ１００からの給電を受けて稼働するものであれば、前記起動信号は給電の開始と置き換えることもできる。
【００５４】
アンプ１００により起動したセンサ１０は計測を開始し、計測結果たる計測信号をアンプ１００に送り続ける（ｓ２０２）。アンプ１００はセンサ１０から送られてくる計測信号を受信し、該計測信号の一定レベルまでの増幅、および整形等を行ってデジタル化した計測データを記憶部１０１に格納する（ｓ２０３）。
【００５５】
アンプ１００のタイマー部１０５は、センサ１０の起動からの一定時間、例えば１時間の経過を監視し、この一定時間の経過を関知した時（ｓ２０４：Ｙｅｓ）、センサ１０に対し停止信号を送る（ｓ２０５）。センサ１０がアンプ１００からの給電を受けて稼働するものであれば、前記停止信号は給電の停止と置き換えることもできる。この停止信号を受けたセンサ１０は計測動作を終える（ｓ２０６）。
【００５６】
また、アンプ１００のタイマー部１０５は、管理装置２００から設定されている無線通信手段２０の起動の時刻ないし時間間隔の到来を検知して（ｓ２０７：Ｙｅｓ）、例えば無線通信手段２０に起動信号を送る（ｓ２０８）。この処理は、前記ステップｓ２００の処理と並行して実行されるが、本フロー図では便宜的にシリアルに処理を行うよう記載している。アンプ１００により起動した無線通信手段２０は、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５のプロトコルに沿って、周囲にある他無線通信手段とのネットワーク確立動作を実行する（ｓ２０９）。この動作は、同時間帯に起動した各無線通信手段２０同士でそれぞれ実行されるものであり、これにより、各無線通信手段２０から管理装置２００に至るワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５が構築される。
【００５７】
周囲にある他無線通信手段とネットワークを確立した無線通信手段２０は、自身と組をなすアンプ１００の記憶部１０１に格納されていた計測データを読み取り、該計測データと自身およびアンプ１００の識別番号を含む転送依頼を、管理装置２００を宛先として他無線通信手段に送る（ｓ２１０）。この他無線通信手段は前記転送依頼を受信し、自身より管理装置２００により近い他の他無線通信手段に転送することになる。こうしたデータ転送の仕組みはワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５のプロトコルに沿った規定のものとなる。
【００５８】
アンプ１００のタイマー部１０５は、無線通信手段２０の起動からの一定時間、例えば３分間の経過を監視し、この一定時間の経過を関知した時（ｓ２１１：Ｙｅｓ）、無線通信手段２０に対し停止信号を送る（ｓ２１２）。この停止信号を受けた無線通信手段２０は計測データの送信動作を終える（ｓ２１３）。
【００５９】
こうして無線通信手段２０から送られてくる計測データを、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５の末端に位置する管理装置２００は受信し、記憶手段２０１に蓄積していく（ｓ２１４）。管理装置２００の記憶手段２０１には、各無線通信手段２０およびアンプ１００の識別番号が対応付けされた計測データのレコードが無線通信手段２０の起動毎に増えていくことになる。
【００６０】
−−−無線計測制御方法のフロー例３−−−
次に、管理装置２００が無線通信手段２０から得た計測データに基づく処理について説明する。図６は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例３を示す図である。計測データを無線通信手段２０から受信する管理装置２００は、計測データの変化について監視し、必要な対応処理を行うことができる。この場合、管理装置２００は、各無線通信手段２０から取得した計測データ、例えば水位について、一定時間毎の変化値を算定する（ｓ３００）。また管理装置２００は、算定した各変化値が所定基準を越えるか判定し、所定基準を超える変化値を示した計測データより無線通信手段２０およびアンプ１００の識別番号を抽出して無線通信手段２０とアンプ１００を特定する（ｓ３０１）。
【００６１】
管理装置２００は、前記特定したアンプ１００に対し、タイマー部１０５における起動の所定時間を既存設定より一定時間短く設定する処理（例：既存設定の“２時間毎”を“３０分毎”に）を、前記特定した無線通信手段２０（当然、起動してワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に接続済みのもの）を介して実行する（ｓ３０２）。こうした起動間隔の短縮化、つまり計測間隔の短縮化により、観測現象の急変が生じている箇所についてより精密な計測が実行できる。
【００６２】
なお、こうして観測された例えば水位の値の変化に応じて、管理装置２００が、所定のネットワーク（ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５であってもよい）を介して接続されている各観測井２のポンプ３のポンプ電源制御装置４に対し、前記変化に応じた所定量の注水あるいは揚水の指示を行うとしてもよい。
【００６３】
−−−無線計測制御方法のフロー例４−−−
図７は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例４を示す図である。また他にも、管理装置２００は、計測データが各無線通信手段２０からもれなく取得できたか否か確認し、必要な対応処理を行うことができる。この場合、管理装置２００は、所定時間毎の無線通信手段２０の起動時に、各アンプ１００が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データに付帯していた無線通信手段２０の識別番号を、記憶手段２０１にて保持する無線通信手段のリスト２１０と照合する（ｓ４００）。
【００６４】
無線通信手段のリスト２１０が含む識別番号の中に、前記無線通信手段２０の識別番号が含まれていなかった場合（ｓ４０１：ＮＧ）、管理装置２００は、該当識別番号の無線通信手段２０を、計測データが取得できなかった無線通信手段として特定する（ｓ４０２）。
【００６５】
この場合、管理装置２００は、記憶手段２０１にて保持する前記配置情報２１１に、前記ステップｓ４０２で特定した無線通信手段２０の識別番号を照合し、例えば、該当無線通信手段２０の座標値を取得する（ｓ４０３）。また、管理装置２００は、前記取得した座標値と、前記配置情報２１１における他の無線通信手段の座標値との間の距離計算を行って、距離Ａにある他の無線通信手段２５を特定する（ｓ４０４）。この特定の手法としては、各無線通信手段２０毎に、距離Ａにある他の無線通信手段について入力装置２０６を介して管理者等から指定を受け、前記配置情報２１１において該当無線通信手段のレコードに予めフラグを立てておく手法も考えられる。この場合、前記ステップｓ４０４を実行する管理装置２００は、このフラグを配置情報２１１にて検索すればよいことになる。
【００６６】
距離Ａの範囲にある無線通信手段２５を特定した管理装置２００は、この無線通信手段２５と組を成すアンプ１００に対し、（該当アンプ１００の起動時に）所定の時間帯Ｔの停止を設定する（ｓ４０５）。また、管理装置２００は、距離Ａの外、つまり距離Ａより遠い距離にある無線通信手段であり、なおかつ前記ステップｓ４０２で特定した無線通信手段２０と通信可能な位置にある無線通信手段２６を前記配置情報２１１に基づいて特定する（ｓ４０６）。
【００６７】
この場合、管理装置２００は、記憶手段２０１にて保持する前記配置情報２１１に、前記ステップｓ４０２で特定した無線通信手段２０の識別番号を照合し、例えば、該当無線通信手段２０の座標値を取得する。また、管理装置２００は、前記取得した座標値と、前記配置情報２１１における他の無線通信手段の座標値との間の距離計算を行って、前記距離Ａより遠く距離Ｂより近い距離にある他の無線通信手段２６を特定する。この特定の手法としては、各無線通信手段２０毎に、距離Ａ以遠で距離Ｂ以内にある他の無線通信手段２６について入力装置２０６を介して管理者等から指定を受け、前記配置情報２１１において該当無線通信手段のレコードに予めフラグを立てておく手法も考えられる。この場合、前記ステップｓ４０６を実行する管理装置２００は、このフラグを配置情報２１１にて検索すればよいことになる。こうして特定した無線通信手段２６と組を成すアンプ１００に対し、管理装置２００は、前記ステップｓ４０５で設定したの同じ時間帯Ｔについて起動を設定する（ｓ４０７）。
【００６８】
時間帯Ｔについて停止が設定されたアンプ１００は、該当時間帯Ｔの到来に応じて無線通信手段２５を停止する（ｓ４０８）。なお、前記アンプ１００は、当初から「起動」が設定されていない時間帯であれば特に何もしない。一方、時間帯Ｔについて起動が設定されたアンプ１００は、該当時間帯Ｔの到来に応じて無線通信手段２６を起動する（ｓ４０９）。なお、前記アンプ１００は、当初から「起動」が設定されている時間帯であれば特に何もしない。この時、前記無線通信手段２０は、通常時の接続先であるが現時点で起動していない無線通信手段２５とではなく、起動されている無線通信手段２６と接続を確立し、計測データの送信処理を実行することになる（ｓ４１０）。
【００６９】
なお、管理装置２００は、前記無線通信手段２５について、ユーザからの指示を入力装置２０６で受け付けて、前記無線通信手段２５と組を成すアンプ１００に対し、所定時間帯の停止を設定するとしてもよい。この場合、管理装置２００は、前記無線通信手段２６について、ユーザからの指示を入力装置２０６で受け付けて、前記無線通信手段２６と組を成すアンプ１００に対し、前記所定時間帯の起動を設定することとなる。
【００７０】
なお、アンプ１００は、タイマー部１０５によって、センサ１０や無線通信手段２０の起動を行う所定時間毎に起動するとすれば節電効果がより高まり好適である。また、各アンプ１００は、無線通信手段２０の起動時に、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５における管理装置２００のクロック部２０７から時刻情報を得て、時刻情報の同期処理を実行するとしてもよい。このような時刻の同期処理を行っておけば、各アンプ１００の起動のタイミングを精度よく揃え、ひいては、アンプ間のワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５の構築やそれに伴う計測データの伝送等も確実なものとできる。
【００７１】
−−−無線計測制御方法のフロー例５−−−
図８は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例５を示す図である。図２に基づいて既に上述したが、アンプ１００が電池３０の残容量を検知するセンサ３１を有しているとしてもよい。この場合、アンプ１００は、例えば、無線通信手段２０を起動した際に、前記センサ３１から電池３０の残容量に関する測定データを取得する（ｓ５００）。また、アンプ１００は、取得した電池３０の残容量に関する測定データを、無線通信手段２０を介して管理装置２００に送信する（ｓ５０１）。アンプ１００はこれらステップｓ５００とｓ５０１を無線通信手段２０を起動する毎に繰り返す。
【００７２】
一方、管理装置２００は、前記アンプ１００から、前記電池３０の残容量の測定データを受信し（ｓ５０２）、所定の基準値と比較する（ｓ５０３）。前記電池３０の残容量が前記基準値以下である場合（ｓ５０４：ＮＧ）、管理装置２００は、該当アンプ１００における電池交換時期が到来したとして出力装置２０７に所定のアラームを出力する（ｓ５０５）。或いは、予め記憶手段２０１に保持している管理者端末（例：携帯電話機、モバイルコンピュータ等）のアドレスに宛て、ネットワークインターフェイス部２０５を介して前記アラームのメッセージを送信するとしてもよい。
【００７３】
他方、前記電池３０の残容量が前記基準値以上である場合（ｓ５０４：ＯＫ）、管理装置２００は、該当アンプ１００における電池交換時期は到来していないとして処理を前記ステップｓ５０２に戻す。無線計測における省電力化を図る本実施形態の無線計測制御システム１において、こうした電池残量の情報管理を行うとすれば、省電力化による電池交換間隔の長期化を図ると共に、不意の電池切れによる計測失敗といった事態を防ぐことも可能になる。
【００７４】
以上のような本実施形態によれば、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現される。本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１ 無線計測制御システム
２ 観測井
３ ポンプ
４ ポンプ電源制御装置
５ ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク
１０ センサ
２０ 無線通信手段
２１ 通信回路
２２ アンテナ
２３ インターフェイス
３０ 電池
１００ 制御手段（アンプ）
１０１ 記憶部
１０２ プログラム
１０３ 演算部
１０４ ネットワークインターフェイス部
１０５ タイマー部
２００ 管理装置
２０１ 記憶手段
２０２ プログラム
２０３ メモリ
２０４ 演算部
２０５ ネットワークインターフェイス部
２０６ 入力装置
２０７ 出力装置
２０８ クロック部
２１０ 無線通信手段のリスト
２１１ 無線通信手段の配置情報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線計測制御システムおよび無線計測制御方法に関するものであり、具体的には、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサを所定領域に分散配置し、該当領域における各種現象を継続的に計測する場合がある。例えば、掘削工事領域における地下水位の計測、地滑り地帯やトンネル地山における地盤変位の計測、などがそれにあたる。
【０００３】
このような計測に際し、各計測地点のセンサとデータ収集装置との間を有線通信で結ぶとすれば、長大な通信ケーブルの敷設、維持管理、および現場状況の変化（例：工事の進捗等）に応じた盛替えといった作業が発生し、コストおよび手間の両面で問題があった。また、工事用機械の動作に伴う通信ケーブルの変形、破損等も危惧される。
【０００４】
そこで、各計測地点のセンサとデータ収集装置との間を無線通信で結ぶ技術が提案されている。例えば、振動検知センサと無線ＩＣタグとを備えていて観測地点に設置される地盤変動モニタリング装置であって、前記無線ＩＣタグは、他の無線ＩＣタグと識別するためのＩＣタグ識別情報が記録されている記録部と、無線通信により情報の送信を行う通信部と、前記振動検知センサの計測情報に基づいて前記通信部を介して情報送信を行う制御部とを有することを特徴とする地盤変動モニタリング装置（特許文献１参照）などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４７５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、センサやデータ収集装置らは稼働時に電源を必要とする。しかし、上述したような工事現場や山間部などでは、いつでも手間無く電源を手配出来るとは限らない。従って、計測データ収集の無線化を図るとしても、必要な装置類に対し確実に電源を供給する為には、給電用のケーブルを広範に敷設する必要がある。或いは、工事用発電機や商用電源等からの連続的な給電が可能な場所にのみ計測システムを構築するという制限が生じてくる。
【０００７】
他方、バッテリー等の独立した電源を装置類に付帯させ、給電を行うことも考えられる。しかし、継続的な計測を行う状況下で従来通りの計測とデータ収集を行えば、電源における蓄電容量は早期に低下し、電源交換や再充電といったメンテナンス作業が頻繁に発生することになる。また、電源交換等の際には電源が切れるため、その間の計測データは取得できないことになり、計測の継続性が維持できない。また、計測地点へのアクセスが容易でない工事現場等であれば、こうしたメンテナンス作業自体が困難で手間もかかり、工事効率低下にもつながりかねない。
【０００８】
そこで本発明では、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の無線計測制御システムは、計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサと、自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池による給電を受ける無線通信手段と、前記センサおよび前記無線通信手段を、それぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、前記センサから取得した計測データを記憶する記憶部を備え、電池による給電を受ける制御手段とを含み、前記制御手段が、前記タイマー部によって起動した前記センサでの一定時間の計測データを取得して前記記憶部に記憶し、次の起動タイミングまで当該センサを停止させる処理と、前記タイマー部によって起動した前記無線通信手段により、前記記憶部に記憶している計測データを他の無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段を停止させる処理と、前記無線通信手段の起動時に、ネットワークに含まれる所定装置との間における時刻情報の同期処理を実行するものである、ことを特徴とする。
【００１０】
こうした本発明によれば、センサ、無線通信手段、および制御手段といった装置類が電池で稼働する構成となっており、給電用の商用電源等の確保に囚われず、必要な箇所にセンサらを設置し確実に計測データの収集を行うことが出来る。また、これら装置類の設置環境に変化が生じて移設を行う場合であっても、電源確保の可否に無関係に必要な箇所への移設を行うことができる。
【００１１】
しかもこれら装置類は、所定時間の到来毎に間欠的に稼働するよう制御される為、電池の蓄電容量低下が効果的に抑制され、電池交換等のメンテナンスが長期間にわたり不要となる。このことは、人がアクセスしにくいような環境であっても、装置類を一度設置すれば計測を長期間にわたって継続できることにつながる。
【００１２】
また、センサが計測したデータは、制御手段にて保持され、無線通信手段の次回起動時にまとめて送信がなされる制御形態となっているため、例えば、ネットワーク環境の悪化等により一度データ送信に失敗したとしても、次回起動時に再送する、或いは担当者がデータロガー等を携行し制御手段から直接データの吸い出しを行う、といった手当も可能である。従って、メンテナンスフリーでありつつ、計測データの確実な収集を図れるという優れた効果も奏することとなる。
【００１３】
また、前記制御手段は、前記タイマー部によって前記所定時間毎に起動するため、その他の時間帯はスリープ状態となり、その節電効果がより高まることとなる。また、ネットワークに含まれる各制御手段の間で時刻情報の同期が図られることで、例えば、ネットワークを構成すべき制御手段同士が、同じ時間帯に確実に起動し確実にネットワークを構成することが可能となる。つまり、こうして起動した制御手段らにより、計測データの収集や送信も確実に行われることになる。
【００１４】
このように本発明によれば、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現できる。
【００１５】
なお、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段は、前記センサおよび前記無線通信手段の組毎に設けられているものであるとしてもよい。こうした構成とすれば、１つの制御手段が稼働させるセンサ、無線通信手段の数も１つとなり、制御手段における節電効果がより高まることとなる。
【００１６】
また、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、前記管理装置は、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データのうち時間変化が所定基準を越えるものを特定し、該特定した計測データを記憶していた制御手段に対し、前記タイマー部における起動の所定時間を既存設定より一定時間短く設定する処理を前記無線通信手段を介して実行するとしてもよい。
【００１７】
こうした管理装置を含む構成とすれば、例えば地下水位や地盤変位が急激に上昇した事象を感知し、こうした事象が生じている箇所、すなわち要観察対象の箇所について、きめ細かく計測データ収集を行い、その変動具合を更に詳細にモニタリングすることも可能となる。
【００１８】
また、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、前記管理装置は、前記所定時間毎の無線通信手段の起動時に、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段の情報を、予め記憶手段にて保持する無線通信手段のリストと照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段を特定し、予め記憶手段にて保持するネットワーク上の無線通信手段の配置情報に基づき、前記特定した無線通信手段がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段を特定し、当該所定範囲の無線通信手段と組を成す制御手段に対し、所定時間帯の停止を設定し、前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段と通信可能な位置にある無線通信手段を前記配置情報に基づいて特定し、該特定した無線通信手段と組を成す制御手段に対し、前記所定時間帯の起動を設定するとしてもよい。
【００１９】
こうした管理装置を含む構成とすれば、不具合が生じた或る無線通信手段をデータ転送経路に含んでいた所定の無線通信手段について、他のデータ転送経路をとるべく、（通信可能な範囲に存在しているが）通常であればネットワークを構築しない他の無線通信手段らを迂回ネットワークのノードとして指定することができる。従って、ネットワーク中で不具合が生じているとしても迂回路を指定し、計測データ収集を確実なものと出来る。
【００２０】
また、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、前記管理装置は、前記所定時間毎の無線通信手段の起動時に、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段の情報を、予め記憶手段にて保持する無線通信手段のリストと照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段を特定し、前記特定した無線通信手段がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段について、ユーザからの指示を入力装置で受け付けて、前記指示に応じた前記所定範囲の無線通信手段と組を成す制御手段に対し、所定時間帯の停止を設定し、前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段と通信可能な位置にある無線通信手段について、ユーザからの指示を入力装置で受け付けて、前記指示に応じた無線通信手段と組を成す制御手段に対し、前記所定時間帯の起動を設定するとしてもよい。
【００２１】
こうした管理装置を含む構成とすれば、不具合が生じた或る無線通信手段をデータ転送経路に含んでいた所定の無線通信手段について、他のデータ転送経路をとるべく、（通信可能な範囲に存在しているが）通常であればネットワークを構築しない他の無線通信手段らを迂回ネットワークのノードとしてユーザ指定を受けることができる。従って、ネットワーク中で不具合が生じているとしても迂回路を指定し、計測データ収集を確実なものと出来る。
【００２２】
また、前記無線計測制御システムにおいて、前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、前記制御手段は、電池の残容量を検知するセンサを有しており、当該センサで検知した電池の残容量の情報を、無線通信手段を起動した際に無線通信手段を介して管理装置に送信するものであり、前記管理装置は、前記制御手段から前記電池の残容量の情報を受信し、該残容量が一定レベル以下であれば、該当制御手段における電池交換時期として出力装置に所定のアラームを出力するものであるとしてもよい。無線計測における省電力化を図る本発明の無線計測制御システムにおいて、こうした電池残量の情報管理を行うとすれば、省電力化による電池交換間隔の長期化を図ると共に、不意の電池切れによる計測失敗といった事態を防ぐことも可能になる。
【００２３】
また、本発明の無線計測制御方法は、計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサと、自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池による給電を受ける無線通信手段と、前記センサおよび前記無線通信手段を、それぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、前記センサから取得した計測データを記憶する記憶部を備え、電池による給電を受ける制御手段とを含む無線計測制御システムにおける、前記制御手段が、前記タイマー部によって起動した前記センサでの一定時間の計測データを取得して前記記憶部に記憶し、次の起動タイミングまで当該センサを停止させる処理と、前記タイマー部によって起動した前記無線通信手段により、前記記憶部に記憶している計測データを他の無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段を停止させる処理と、前記無線通信手段の起動時に、ネットワークに含まれる所定装置との間における時刻情報の同期処理を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の無線計測制御システムを含むネットワーク構成図である。
【図２】本実施形態の無線計測制御システムを構成する各装置類のハードウェア構成例を示す図である。
【図３】本実施形態のテーブル例を示す図である。
【図４】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例１を示すフロー図である。
【図５】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例２を示すフロー図である。
【図６】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例３を示すフロー図である。
【図７】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例４を示すフロー図である。
【図８】本実施形態の無線計測制御方法の処理手順例５を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
−−−システム等の構成例−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態における無線計測制御システム１を含むネットワーク構成図である。図１に示すように、本実施形態の無線計測制御システム１は、例えば、掘削工事領域における地下水位計測のために配置される。従って本実施形態におけるセンサ１０は、掘削工事領域に複数設けられている観測井２に設置された水位センサとなる。また本実施形態において、観測井２のうちいずれかには、注水ないし揚水を行うポンプ３が設置されている。また、ポンプ３は、ポンプ電源制御装置４により注水量ないし揚水量の制御がなされる。
【００２７】
各センサ１０には、制御手段としてのアンプ１００が通信可能に一体となって接続されており、起動、停止の制御をこのアンプ１００から受けている。また、センサ１０が起動時間中に計測した計測値はアンプ１００に送られる。アンプ１００は、所定時間毎のセンサ１０の起動を行う機能の他に、センサ１０から流れてくる計測値（の信号）を適宜増幅、整形して計測データとして自身の記憶部１０１に格納する機能を有している。
【００２８】
また、アンプ１００は、無線通信手段２０に対しても、所定時間毎の起動、停止の制御を行う。アンプ１００が起動の制御を行う時間間隔は、センサ１０と無線通信手段２０とで同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、センサ１０を起動するのは１時間毎、無線通信手段２０を起動するのは４時間毎、といったパターンが考えられる。アンプ１００の記憶部１０１の記憶容量が許す限り、センサ１０由来の計測データを蓄積し、無線通信手段２０の起動頻度を可能な限り低減するとすれば、無線通信手段２０における更なる節電が見込める。
【００２９】
上述のアンプ１００に接続される無線通信手段２０は、ネットワーク上のノードを構成する装置であり、他のノードと自立的にネットワーク確立を行うものである。このネットワークとしてはワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５を採用できる（以下、ワイヤレスパーソナルネットワークを例に挙げて説明を行う）。前記無線通信手段２０は、好ましくは１つのセンサ１０およびアンプ１００と組をなす。無線通信手段２０は、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５のプロトコルに適合した通信回路２１、電波の送受信の媒体となるアンテナ２２，アンプ１００とのデータ授受を担うインターフェイス２３、および稼働用の電源たる電池３０を備えている。
【００３０】
ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５（ＷＰＡＮ：Wireless Personal Area Network）は、比較的近距離（例：数メートル〜百数十メートル）で隣接した通信端末同士が自立的に相互接続して構成する無線ネットワークであり、具体的にはZigBee等の規格を採用できる。当該規格は、低コスト、低消費電力であり、本実施形態のワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５の構築に適した無線通信規格と言える。また、１つのネットワークに最大で６５５３５ノード（端末）が接続可能であり、広範な領域にセンサを多数配置する状況にも適切に対応できる。更に、複雑な設定なしに３０ミリ秒程度でアドホックなネットワーク構築が可能であり、また、１５ミリ秒程度でスリープ状態から回復可能という特性も備えている。
【００３１】
続いて、本実施形態の無線計測制御システム１を構成するアンプ１００、および管理装置２００について、そのハードウェア構成を詳述する。図２は、本実施形態における無線計測制御システム１を構成する各装置らのハードウェア構成例を示す図である。本実施形態の無線計測制御システム１（以下、システム１）を構成する、アンプ１００（制御手段）は、不揮発性の記憶装置で構成された記憶部１０１、記憶部１０１に保持しているプログラム１０２を実行する演算部１０３、無線通信手段２０と通信するインターフェイス部１０４、現在時刻の管理と、センサ１０および無線通信手段２０をそれぞれ予め設定した所定時間毎に起動する処理を行うタイマー部１０５、および稼働用の電源たる電池３０を備えている。また、例えばアンプ１００のバスには適宜なコネクタや配線、インターフェイス類を介してセンサ１０が接続されており、アンプ１００とセンサ１０は一体の構成となっている。
【００３２】
記憶部１０１には、プログラム１０２の他に、処理に必要な各種データが格納されている。より具体的には、タイマー部１０５が参照する前記起動の時間に関する情報が格納されている。制御手段１００が本実施形態の無線計測制御方法の実行に際し必要な機能は、プログラム１０２を演算部１０４が実行することで実装される機能と言える。
【００３３】
また、管理装置２００は、工事現場の現場事務所等に置かれるパーソナルコンピュータなどであり、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に接続され、各アンプ１００から送信されてくる計測データを収集している。管理装置２００はコンピュータ装置として一般的な、ハードディスクドライブ等の記憶手段２０１、この記憶手段２０１に格納されているプログラム２０２をメモリ２０３に読み出して実行する演算部２０４、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に接続しアンプ１００らと通信するネットワークインターフェイス部２０５、ユーザからの入力を受け付けるキーボードやマウス、タッチパネル等の入力装置２０６、ユーザに情報を提示するディスプレイやスピーカー等の出力装置２０７、現在日時を管理するクロック部２０８を備えている。また、前記記憶手段２０１には、無線通信手段２０のリスト２１０、無線通信手段２０の配置情報２１１が記憶されている。
【００３４】
続いて、制御手段たるアンプ１００の演算部１０３がプログラム１０２の実行により実現する処理、および管理装置２００の演算部２０４がプログラム２０２の実行により実現する処理、について説明する。
【００３５】
アンプ１００の演算部１０３は、タイマー部１０５によって、センサ１０を所定時間の到来に応じて起動し、該当センサ１０での一定時間の計測データを取得して記憶部１０１に記憶し、次の起動タイミングまで前記センサ１０を停止させる処理を実行する。
【００３６】
また、アンプ１００の演算部１０３は、タイマー部１０５によって、無線通信手段２０を所定時間の到来に応じて起動し、記憶部１０１に記憶している計測データを無線通信手段２０によって他無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段２０を停止させる処理を実行する。
【００３７】
なお、アンプ１００は、タイマー部１０５によって前記所定時間毎に起動するとすれば節電効果がより高まり好適である。また、各アンプ１００は、無線通信手段２０の起動時に、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に含まれる所定装置、例えば管理装置２００のクロック部２０７から時刻情報を得て、時刻情報の同期処理を実行するとしてもよい。このような時刻の同期処理を行っておけば、各アンプ１００の起動のタイミングを精度よく揃え、ひいては、アンプ間のワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５の構築やそれに伴う計測データの伝送等も確実なものとできる。
【００３８】
一方、管理装置２００の演算部２０４は、各アンプ１００が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データのうち時間変化が所定基準を越えるものを特定し、該特定した計測データを記憶していたアンプ１００に対し、タイマー部１０５における起動の所定時間を既存設定より一定時間短く設定する処理を無線通信手段２０を介して実行する。
【００３９】
また、管理装置２００の演算部２０４は、所定時間毎の無線通信手段２０の起動時に、各アンプ１００が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段２０の情報を、予め記憶手段２０１にて保持する無線通信手段のリスト２１０と照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段２０を特定するとしてもよい。
【００４０】
この場合、管理装置２００の演算部２０４は、予め記憶手段２０１にて保持するワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５上の無線通信手段２０の配置情報２１１に基づき、前記特定した無線通信手段２０がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段２５を特定し、当該所定範囲の無線通信手段２５と組を成すアンプ１００に対し、所定時間帯の停止を設定する。
【００４１】
またこの場合、管理装置２００の演算部２０４は、前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段２０と通信可能な位置にある無線通信手段２６を前記配置情報２１１に基づいて特定し、該特定した無線通信手段２６と組を成すアンプ１００に対し、前記所定時間帯の起動を設定する。
【００４２】
なお、管理装置２００の演算部２０４は、前記特定した無線通信手段２０がネットワークを構成する所定範囲の前記無線通信手段２５について、ユーザからの指示を入力装置２０６で受け付けて、前記指示に応じた前記所定範囲の無線通信手段２５と組を成すアンプ１００に対し、所定時間帯の停止を設定するとしてもよい。
【００４３】
この場合、管理装置２００の演算部２０４は、前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段２０と通信可能な位置にある無線通信手段２６について、ユーザからの指示を入力装置２０６で受け付けて、前記指示に応じた無線通信手段２６と組を成すアンプ１００に対し、前記所定時間帯の起動を設定する。
【００４４】
また、前記アンプ１００は、電池３０の残容量を検知するセンサ３１を有しており、当該センサ３１で検知した電池３０の残容量の情報を、無線通信手段２０を起動した際に無線通信手段２０を介して管理装置２００に送信するとしてもよい。この場合、前記管理装置２００は、前記アンプ１００から前記電池３０の残容量の情報を受信し、該残容量が一定レベル以下であれば、該当アンプ１００における電池交換時期として出力装置２０７に所定のアラームを出力するとすれば好適である。
【００４５】
ここで、ＣＰＵ等の演算部によりプログラムを実行することで、必要な機能を実装する例をあげたが、必要な機能を実現する電子回路等を前記制御手段１００や管理装置２００が備えていて、同様の処理を実行するとしても勿論問題ない。
【００４６】
−−−テーブル構造例−−−
図３は本実施形態におけるテーブル例を示す図である。前記管理装置２００は、その記憶手段２０１において、無線通信手段のリスト２１０、無線通信手段の配置情報２１１といったテーブルを備えている。無線通信手段のリスト２１０は、図３の例に示すように、無線通信手段２０の識別番号をキーとして、該当無線通信手段２０と組をなすセンサ１０とアンプ１００の各識別番号が対応付けされたレコードの集合体となっている。
【００４７】
また、無線通信手段の配置情報２１１は、例えば、無線通信手段２０の識別番号をキーとして、例えば工事領域を座標平面とした場合の該当無線通信手段２０の設置座標が対応付けされたレコードの集合体となっている。
【００４８】
−−−無線計測制御方法のフロー例１−−−
次に、本実施形態の無線計測制御方法の処理フローについて説明する。図４は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例１を示す図である。ここではまず、アンプ１００のタイマー部１０５に対する設定処理について説明する。アンプ１００のタイマー部１０５の設定処理に関して主体となるのは管理装置２００である。管理装置２００は、入力装置２０６を介して、計測の管理者等からの時刻ないし時間間隔の指定を受け付ける（ｓ１００）。ここで指定を受け付ける時刻ないし時間間隔はアンプ１００のタイマー部１０５が、センサ１０と無線通信手段２０の起動を行うタイミングとなる。
【００４９】
既に上述したとおり、アンプ１００が起動の制御を行う時間間隔は、センサ１０と無線通信手段２０とで同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、センサ１０を起動するのは毎９時、毎１１時、毎１３時、・・・、或いは２時間毎、無線通信手段２０を起動するのは毎９時、毎１３時、毎１７時、・・・或いは４時間毎、といったパターンが考えられる。アンプ１００の記憶部１０１の記憶容量が許す限り、センサ１０由来の計測データを蓄積し、無線通信手段２０の起動頻度を可能な限り低減するとすれば、無線通信手段２０における更なる節電が見込める。
【００５０】
管理装置２００は、管理者等から指定を受け付けたセンサ向けおよび無線通信手段向けの時刻ないし時間間隔の情報を含む設定指示を、ネットワークインターフェイス部１０４を介しワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に接続されているアンプ１００に対し送る（ｓ１０１）。この設定指示は、設定対象を特定するアンプ１００の識別番号を含むものとする。
【００５１】
この設定指示を管理装置２００がアンプ１００に送るのが最初、つまりアンプ１００の初期設定時であれば、管理者等は予めアンプ１００を起動させて管理装置２００とアンプ１００との間でワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５を確立しておく。また、この設定指示を管理装置２００がアンプ１００に送るのが初期設定時以降であれば、初期設定等で定めておいた時間にアンプ１００が起動し、管理装置２００との間でワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５が確立された時点で、管理装置２００がこのネットワーク確立を検知し、前記設定指示をアンプ１００に送信することになる。
【００５２】
一方、アンプ１００は前記設定指示を管理装置２００から受信し、タイマー部１０５に設定する（ｓ１０２）。このタイマー部１０５は、設定された時刻ないし時間間隔の到来を検知し、所定のインターフェイスを介して接続されているセンサ１０、無線通信手段２０に起動信号ないし停止信号を出力する機能を有する。以上のようにアンプ１００のタイマー部１０５への時刻ないし時間間隔の設定がなされた。
【００５３】
−−−無線計測制御方法のフロー例２−−−
次に、センサ１０と無線通信手段２０の起動、および計測データの収集処理について説明する。図５は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例２を示す図である。この場合、アンプ１００のタイマー部１０５は、管理装置２００から設定されているセンサ１０の起動の時刻ないし時間間隔の到来を検知して（ｓ２００：Ｙｅｓ）、例えばセンサ１０に起動信号を送る（ｓ２０１）。センサ１０がアンプ１００からの給電を受けて稼働するものであれば、前記起動信号は給電の開始と置き換えることもできる。
【００５４】
アンプ１００により起動したセンサ１０は計測を開始し、計測結果たる計測信号をアンプ１００に送り続ける（ｓ２０２）。アンプ１００はセンサ１０から送られてくる計測信号を受信し、該計測信号の一定レベルまでの増幅、および整形等を行ってデジタル化した計測データを記憶部１０１に格納する（ｓ２０３）。
【００５５】
アンプ１００のタイマー部１０５は、センサ１０の起動からの一定時間、例えば１時間の経過を監視し、この一定時間の経過を関知した時（ｓ２０４：Ｙｅｓ）、センサ１０に対し停止信号を送る（ｓ２０５）。センサ１０がアンプ１００からの給電を受けて稼働するものであれば、前記停止信号は給電の停止と置き換えることもできる。この停止信号を受けたセンサ１０は計測動作を終える（ｓ２０６）。
【００５６】
また、アンプ１００のタイマー部１０５は、管理装置２００から設定されている無線通信手段２０の起動の時刻ないし時間間隔の到来を検知して（ｓ２０７：Ｙｅｓ）、例えば無線通信手段２０に起動信号を送る（ｓ２０８）。この処理は、前記ステップｓ２００の処理と並行して実行されるが、本フロー図では便宜的にシリアルに処理を行うよう記載している。アンプ１００により起動した無線通信手段２０は、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５のプロトコルに沿って、周囲にある他無線通信手段とのネットワーク確立動作を実行する（ｓ２０９）。この動作は、同時間帯に起動した各無線通信手段２０同士でそれぞれ実行されるものであり、これにより、各無線通信手段２０から管理装置２００に至るワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５が構築される。
【００５７】
周囲にある他無線通信手段とネットワークを確立した無線通信手段２０は、自身と組をなすアンプ１００の記憶部１０１に格納されていた計測データを読み取り、該計測データと自身およびアンプ１００の識別番号を含む転送依頼を、管理装置２００を宛先として他無線通信手段に送る（ｓ２１０）。この他無線通信手段は前記転送依頼を受信し、自身より管理装置２００により近い他の他無線通信手段に転送することになる。こうしたデータ転送の仕組みはワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５のプロトコルに沿った規定のものとなる。
【００５８】
アンプ１００のタイマー部１０５は、無線通信手段２０の起動からの一定時間、例えば３分間の経過を監視し、この一定時間の経過を関知した時（ｓ２１１：Ｙｅｓ）、無線通信手段２０に対し停止信号を送る（ｓ２１２）。この停止信号を受けた無線通信手段２０は計測データの送信動作を終える（ｓ２１３）。
【００５９】
こうして無線通信手段２０から送られてくる計測データを、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５の末端に位置する管理装置２００は受信し、記憶手段２０１に蓄積していく（ｓ２１４）。管理装置２００の記憶手段２０１には、各無線通信手段２０およびアンプ１００の識別番号が対応付けされた計測データのレコードが無線通信手段２０の起動毎に増えていくことになる。
【００６０】
−−−無線計測制御方法のフロー例３−−−
次に、管理装置２００が無線通信手段２０から得た計測データに基づく処理について説明する。図６は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例３を示す図である。計測データを無線通信手段２０から受信する管理装置２００は、計測データの変化について監視し、必要な対応処理を行うことができる。この場合、管理装置２００は、各無線通信手段２０から取得した計測データ、例えば水位について、一定時間毎の変化値を算定する（ｓ３００）。また管理装置２００は、算定した各変化値が所定基準を越えるか判定し、所定基準を超える変化値を示した計測データより無線通信手段２０およびアンプ１００の識別番号を抽出して無線通信手段２０とアンプ１００を特定する（ｓ３０１）。
【００６１】
管理装置２００は、前記特定したアンプ１００に対し、タイマー部１０５における起動の所定時間を既存設定より一定時間短く設定する処理（例：既存設定の“２時間毎”を“３０分毎”に）を、前記特定した無線通信手段２０（当然、起動してワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５に接続済みのもの）を介して実行する（ｓ３０２）。こうした起動間隔の短縮化、つまり計測間隔の短縮化により、観測現象の急変が生じている箇所についてより精密な計測が実行できる。
【００６２】
なお、こうして観測された例えば水位の値の変化に応じて、管理装置２００が、所定のネットワーク（ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５であってもよい）を介して接続されている各観測井２のポンプ３のポンプ電源制御装置４に対し、前記変化に応じた所定量の注水あるいは揚水の指示を行うとしてもよい。
【００６３】
−−−無線計測制御方法のフロー例４−−−
図７は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例４を示す図である。また他にも、管理装置２００は、計測データが各無線通信手段２０からもれなく取得できたか否か確認し、必要な対応処理を行うことができる。この場合、管理装置２００は、所定時間毎の無線通信手段２０の起動時に、各アンプ１００が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データに付帯していた無線通信手段２０の識別番号を、記憶手段２０１にて保持する無線通信手段のリスト２１０と照合する（ｓ４００）。
【００６４】
無線通信手段のリスト２１０が含む識別番号の中に、前記無線通信手段２０の識別番号が含まれていなかった場合（ｓ４０１：ＮＧ）、管理装置２００は、該当識別番号の無線通信手段２０を、計測データが取得できなかった無線通信手段として特定する（ｓ４０２）。
【００６５】
この場合、管理装置２００は、記憶手段２０１にて保持する前記配置情報２１１に、前記ステップｓ４０２で特定した無線通信手段２０の識別番号を照合し、例えば、該当無線通信手段２０の座標値を取得する（ｓ４０３）。また、管理装置２００は、前記取得した座標値と、前記配置情報２１１における他の無線通信手段の座標値との間の距離計算を行って、距離Ａにある他の無線通信手段２５を特定する（ｓ４０４）。この特定の手法としては、各無線通信手段２０毎に、距離Ａにある他の無線通信手段について入力装置２０６を介して管理者等から指定を受け、前記配置情報２１１において該当無線通信手段のレコードに予めフラグを立てておく手法も考えられる。この場合、前記ステップｓ４０４を実行する管理装置２００は、このフラグを配置情報２１１にて検索すればよいことになる。
【００６６】
距離Ａの範囲にある無線通信手段２５を特定した管理装置２００は、この無線通信手段２５と組を成すアンプ１００に対し、（該当アンプ１００の起動時に）所定の時間帯Ｔの停止を設定する（ｓ４０５）。また、管理装置２００は、距離Ａの外、つまり距離Ａより遠い距離にある無線通信手段であり、なおかつ前記ステップｓ４０２で特定した無線通信手段２０と通信可能な位置にある無線通信手段２６を前記配置情報２１１に基づいて特定する（ｓ４０６）。
【００６７】
この場合、管理装置２００は、記憶手段２０１にて保持する前記配置情報２１１に、前記ステップｓ４０２で特定した無線通信手段２０の識別番号を照合し、例えば、該当無線通信手段２０の座標値を取得する。また、管理装置２００は、前記取得した座標値と、前記配置情報２１１における他の無線通信手段の座標値との間の距離計算を行って、前記距離Ａより遠く距離Ｂより近い距離にある他の無線通信手段２６を特定する。この特定の手法としては、各無線通信手段２０毎に、距離Ａ以遠で距離Ｂ以内にある他の無線通信手段２６について入力装置２０６を介して管理者等から指定を受け、前記配置情報２１１において該当無線通信手段のレコードに予めフラグを立てておく手法も考えられる。この場合、前記ステップｓ４０６を実行する管理装置２００は、このフラグを配置情報２１１にて検索すればよいことになる。こうして特定した無線通信手段２６と組を成すアンプ１００に対し、管理装置２００は、前記ステップｓ４０５で設定したの同じ時間帯Ｔについて起動を設定する（ｓ４０７）。
【００６８】
時間帯Ｔについて停止が設定されたアンプ１００は、該当時間帯Ｔの到来に応じて無線通信手段２５を停止する（ｓ４０８）。なお、前記アンプ１００は、当初から「起動」が設定されていない時間帯であれば特に何もしない。一方、時間帯Ｔについて起動が設定されたアンプ１００は、該当時間帯Ｔの到来に応じて無線通信手段２６を起動する（ｓ４０９）。なお、前記アンプ１００は、当初から「起動」が設定されている時間帯であれば特に何もしない。この時、前記無線通信手段２０は、通常時の接続先であるが現時点で起動していない無線通信手段２５とではなく、起動されている無線通信手段２６と接続を確立し、計測データの送信処理を実行することになる（ｓ４１０）。
【００６９】
なお、管理装置２００は、前記無線通信手段２５について、ユーザからの指示を入力装置２０６で受け付けて、前記無線通信手段２５と組を成すアンプ１００に対し、所定時間帯の停止を設定するとしてもよい。この場合、管理装置２００は、前記無線通信手段２６について、ユーザからの指示を入力装置２０６で受け付けて、前記無線通信手段２６と組を成すアンプ１００に対し、前記所定時間帯の起動を設定することとなる。
【００７０】
なお、アンプ１００は、タイマー部１０５によって、センサ１０や無線通信手段２０の起動を行う所定時間毎に起動するとすれば節電効果がより高まり好適である。また、各アンプ１００は、無線通信手段２０の起動時に、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５における管理装置２００のクロック部２０７から時刻情報を得て、時刻情報の同期処理を実行するとしてもよい。このような時刻の同期処理を行っておけば、各アンプ１００の起動のタイミングを精度よく揃え、ひいては、アンプ間のワイヤレスパーソナルエリアネットワーク５の構築やそれに伴う計測データの伝送等も確実なものとできる。
【００７１】
−−−無線計測制御方法のフロー例５−−−
図８は、本実施形態の無線計測制御方法の処理フロー例５を示す図である。図２に基づいて既に上述したが、アンプ１００が電池３０の残容量を検知するセンサ３１を有しているとしてもよい。この場合、アンプ１００は、例えば、無線通信手段２０を起動した際に、前記センサ３１から電池３０の残容量に関する測定データを取得する（ｓ５００）。また、アンプ１００は、取得した電池３０の残容量に関する測定データを、無線通信手段２０を介して管理装置２００に送信する（ｓ５０１）。アンプ１００はこれらステップｓ５００とｓ５０１を無線通信手段２０を起動する毎に繰り返す。
【００７２】
一方、管理装置２００は、前記アンプ１００から、前記電池３０の残容量の測定データを受信し（ｓ５０２）、所定の基準値と比較する（ｓ５０３）。前記電池３０の残容量が前記基準値以下である場合（ｓ５０４：ＮＧ）、管理装置２００は、該当アンプ１００における電池交換時期が到来したとして出力装置２０７に所定のアラームを出力する（ｓ５０５）。或いは、予め記憶手段２０１に保持している管理者端末（例：携帯電話機、モバイルコンピュータ等）のアドレスに宛て、ネットワークインターフェイス部２０５を介して前記アラームのメッセージを送信するとしてもよい。
【００７３】
他方、前記電池３０の残容量が前記基準値以上である場合（ｓ５０４：ＯＫ）、管理装置２００は、該当アンプ１００における電池交換時期は到来していないとして処理を前記ステップｓ５０２に戻す。無線計測における省電力化を図る本実施形態の無線計測制御システム１において、こうした電池残量の情報管理を行うとすれば、省電力化による電池交換間隔の長期化を図ると共に、不意の電池切れによる計測失敗といった事態を防ぐことも可能になる。
【００７４】
以上のような本実施形態によれば、計測の継続性を良好に維持しつつ、計測用装置類の省電力化を図り、計測システムの設置、メンテナンスの簡便化も実現される。本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１ 無線計測制御システム
２ 観測井
３ ポンプ
４ ポンプ電源制御装置
５ ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク
１０ センサ
２０ 無線通信手段
２１ 通信回路
２２ アンテナ
２３ インターフェイス
３０ 電池
１００ 制御手段（アンプ）
１０１ 記憶部
１０２ プログラム
１０３ 演算部
１０４ ネットワークインターフェイス部
１０５ タイマー部
２００ 管理装置
２０１ 記憶手段
２０２ プログラム
２０３ メモリ
２０４ 演算部
２０５ ネットワークインターフェイス部
２０６ 入力装置
２０７ 出力装置
２０８ クロック部
２１０ 無線通信手段のリスト
２１１ 無線通信手段の配置情報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサと、
自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池による給電を受ける無線通信手段と、
前記センサおよび前記無線通信手段を、それぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、前記センサから取得した計測データを記憶する記憶部を備え、電池による給電を受ける制御手段とを含み、
前記制御手段が、
前記タイマー部によって起動した前記センサでの一定時間の計測データを取得して前記記憶部に記憶し、次の起動タイミングまで当該センサを停止させる処理と、
前記タイマー部によって起動した前記無線通信手段により、前記記憶部に記憶している計測データを他の無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段を停止させる処理と、
前記無線通信手段の起動時に、ネットワークに含まれる所定装置との間における時刻情報の同期処理を実行するものである、
ことを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御手段は、前記センサおよび前記無線通信手段の組毎に設けられているものであることを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、
前記管理装置は、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データのうち時間変化が所定基準を越えるものを特定し、該特定した計測データを記憶していた制御手段に対し、前記タイマー部における起動の所定時間を既存設定より一定時間短く設定する処理を前記無線通信手段を介して実行することを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、
前記管理装置は、前記所定時間毎の無線通信手段の起動時に、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段の情報を、予め記憶手段にて保持する無線通信手段のリストと照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段を特定し、
予め記憶手段にて保持するネットワーク上の無線通信手段の配置情報に基づき、前記特定した無線通信手段がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段を特定し、当該所定範囲の無線通信手段と組を成す制御手段に対し、所定時間帯の停止を設定し、
前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段と通信可能な位置にある無線通信手段を前記配置情報に基づいて特定し、該特定した無線通信手段と組を成す制御手段に対し、前記所定時間帯の起動を設定することを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項５】
請求項２または３において、
前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、
前記管理装置は、前記所定時間毎の無線通信手段の起動時に、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段の情報を、予め記憶手段にて保持する無線通信手段のリストと照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段を特定し、
前記特定した無線通信手段がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段について、ユーザからの指示を入力装置で受け付けて、前記指示に応じた前記所定範囲の無線通信手段と組を成す制御手段に対し、所定時間帯の停止を設定し、
前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段と通信可能な位置にある無線通信手段について、ユーザからの指示を入力装置で受け付けて、前記指示に応じた無線通信手段と組を成す制御手段に対し、前記所定時間帯の起動を設定することを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、
前記制御手段は、電池の残容量を検知するセンサを有しており、当該センサで検知した電池の残容量の情報を、無線通信手段を起動した際に無線通信手段を介して管理装置に送信するものであり、
前記管理装置は、前記制御手段から前記電池の残容量の情報を受信し、該残容量が一定レベル以下であれば、該当制御手段における電池交換時期として出力装置に所定のアラームを出力するものである、ことを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項７】
計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサと、自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池による給電を受ける無線通信手段と、前記センサおよび前記無線通信手段を、それぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、前記センサから取得した計測データを記憶する記憶部を備え、電池による給電を受ける制御手段とを含む無線計測制御システムにおける、
前記制御手段が、
前記タイマー部によって起動した前記センサでの一定時間の計測データを取得して前記記憶部に記憶し、次の起動タイミングまで当該センサを停止させる処理と、
前記タイマー部によって起動した前記無線通信手段により、前記記憶部に記憶している計測データを他の無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段を停止させる処理と、
前記無線通信手段の起動時に、ネットワークに含まれる所定装置との間における時刻情報の同期処理と、
を実行することを特徴とした無線計測制御方法。
【請求項１】
計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサと、
自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池による給電を受ける無線通信手段と、
前記センサおよび前記無線通信手段を、それぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、前記センサから取得した計測データを記憶する記憶部を備え、電池による給電を受ける制御手段とを含み、
前記制御手段が、
前記タイマー部によって起動した前記センサでの一定時間の計測データを取得して前記記憶部に記憶し、次の起動タイミングまで当該センサを停止させる処理と、
前記タイマー部によって起動した前記無線通信手段により、前記記憶部に記憶している計測データを他の無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段を停止させる処理と、
前記無線通信手段の起動時に、ネットワークに含まれる所定装置との間における時刻情報の同期処理を実行するものである、
ことを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御手段は、前記センサおよび前記無線通信手段の組毎に設けられているものであることを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、
前記管理装置は、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データのうち時間変化が所定基準を越えるものを特定し、該特定した計測データを記憶していた制御手段に対し、前記タイマー部における起動の所定時間を既存設定より一定時間短く設定する処理を前記無線通信手段を介して実行することを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、
前記管理装置は、前記所定時間毎の無線通信手段の起動時に、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段の情報を、予め記憶手段にて保持する無線通信手段のリストと照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段を特定し、
予め記憶手段にて保持するネットワーク上の無線通信手段の配置情報に基づき、前記特定した無線通信手段がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段を特定し、当該所定範囲の無線通信手段と組を成す制御手段に対し、所定時間帯の停止を設定し、
前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段と通信可能な位置にある無線通信手段を前記配置情報に基づいて特定し、該特定した無線通信手段と組を成す制御手段に対し、前記所定時間帯の起動を設定することを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項５】
請求項２または３において、
前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、
前記管理装置は、前記所定時間毎の無線通信手段の起動時に、各制御手段が記憶していた計測データを取得し、該取得した計測データの送信元である無線通信手段の情報を、予め記憶手段にて保持する無線通信手段のリストと照合し、計測データが取得できなかった無線通信手段を特定し、
前記特定した無線通信手段がネットワークを構成する所定範囲の無線通信手段について、ユーザからの指示を入力装置で受け付けて、前記指示に応じた前記所定範囲の無線通信手段と組を成す制御手段に対し、所定時間帯の停止を設定し、
前記所定範囲外の無線通信手段であり、前記特定した無線通信手段と通信可能な位置にある無線通信手段について、ユーザからの指示を入力装置で受け付けて、前記指示に応じた無線通信手段と組を成す制御手段に対し、前記所定時間帯の起動を設定することを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記制御手段に対し前記タイマー部における起動の所定時間を設定する管理装置を含み、
前記制御手段は、電池の残容量を検知するセンサを有しており、当該センサで検知した電池の残容量の情報を、無線通信手段を起動した際に無線通信手段を介して管理装置に送信するものであり、
前記管理装置は、前記制御手段から前記電池の残容量の情報を受信し、該残容量が一定レベル以下であれば、該当制御手段における電池交換時期として出力装置に所定のアラームを出力するものである、ことを特徴とした無線計測制御システム。
【請求項７】
計測地点毎に設置され、所定現象に関する計測を行うセンサと、自立的なネットワーク確立を行うノードであり、電池による給電を受ける無線通信手段と、前記センサおよび前記無線通信手段を、それぞれ予め設定した所定時間毎に起動するタイマー部と、前記センサから取得した計測データを記憶する記憶部を備え、電池による給電を受ける制御手段とを含む無線計測制御システムにおける、
前記制御手段が、
前記タイマー部によって起動した前記センサでの一定時間の計測データを取得して前記記憶部に記憶し、次の起動タイミングまで当該センサを停止させる処理と、
前記タイマー部によって起動した前記無線通信手段により、前記記憶部に記憶している計測データを他の無線通信手段に送信させ、次の起動タイミングまで前記無線通信手段を停止させる処理と、
前記無線通信手段の起動時に、ネットワークに含まれる所定装置との間における時刻情報の同期処理と、
を実行することを特徴とした無線計測制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０５１０８（Ｐ２０１２−２０５１０８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６８２７９（Ｐ２０１１−６８２７９）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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