計測データ伝送システム
【課題】 維持管理の手間や設備にかかる費用を大幅に削減すると共に、信頼性を向上する計測データ伝送システムを提供する。
【解決手段】 下水道９等内の複数地点において各物理量１３ａ〜１３ｃを計測する複数の被監視局３と、この被監視局３を介して全体的な下水道の監視を行なう中央監視局とからなる計測データ伝送システム１であって、被監視局３が、下水道９内の各物理量１３ａ〜１３ｃを計測する計測器１１と、この計測器１１によって計測された物理量１３ａ〜１３ｃを計測時間Ｄｔとともに計測データＤとして例えば５分間隔毎に記録するデータロガー２０と、データロガー２０に記録された計測データＤを所定の様式の電子メールＭに編集すると共にこの電子メールＭを例えば1 時間毎に携帯電話回線網を用いて中央監視局側に伝送する通信機１６とを有し、かつ、前記中央監視局２が、前記電子メールＭを受信する通信機６と、各被監視局３によって計測された各物理量１３ａ〜１３ｃを受信した電子メールＭを用いて解読し出力する処理部７とを有する。
【解決手段】 下水道９等内の複数地点において各物理量１３ａ〜１３ｃを計測する複数の被監視局３と、この被監視局３を介して全体的な下水道の監視を行なう中央監視局とからなる計測データ伝送システム１であって、被監視局３が、下水道９内の各物理量１３ａ〜１３ｃを計測する計測器１１と、この計測器１１によって計測された物理量１３ａ〜１３ｃを計測時間Ｄｔとともに計測データＤとして例えば５分間隔毎に記録するデータロガー２０と、データロガー２０に記録された計測データＤを所定の様式の電子メールＭに編集すると共にこの電子メールＭを例えば1 時間毎に携帯電話回線網を用いて中央監視局側に伝送する通信機１６とを有し、かつ、前記中央監視局２が、前記電子メールＭを受信する通信機６と、各被監視局３によって計測された各物理量１３ａ〜１３ｃを受信した電子メールＭを用いて解読し出力する処理部７とを有する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、計測データ伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、下水道における流量計測は、下水道管渠を接続する市町村への料金徴収体系の中で、最も重要な要素である。また、下水道内の複数地点における水深，流量，水質などの各物理量を計測し、これを監視することにより、環境維持のための排水規制や下水道の異常検知を行って、早急な対応をとることが求められている。そこで、従来より下水道内の複数の人孔内などにおいて各物理量を計測し、計測値を集計する監視装置を取付けることが行われている。
【０００３】従来の監視装置は、一般的に各物理量を計測する計測器と、この計測器によって計測された計測値を記録したり、状態の信号（アナログ信号およびデジタル信号）を記録するためのデジタル式プリンタやアナログ記録計などの記録装置とを有しており、管理者が定期的にこれらの記録装置に記録された計測値を確認することが行われていた。そして、各監視装置を管理する計測センタでは管理者によって確認された計測値を基に、データの解析を行って、下水道内の状態を把握していた。
【０００４】また、流量計測システムの管理効率を上げるため、現在では専用電話回線を利用したテレメータシステムが広く利用されている。つまり、計測器に、専用回線などによって計測信号をデータ通信する通信機を取り付けて、計測信号を中央処理部に送信し、中央で集中監視するデータ通信システムを構築することがあった。計測信号をテレメータシステムによって集計することにより、各地点における各計測信号がほゞリアルタイムに計測でき、現状の監視をより厳密に行えるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、専用回線を用いてデータ通信を行う場合には配線工事費などの設備投資が大きくなるだけでなく、計測点の変更を容易に行うことができないという問題があった。また、中央処理部においても各計測点に設けられた複数の通信機とデータ通信する必要があるので、テレメータ盤のような大型の装置が必要とされ、設備が大げさにならざるを得ない。
【０００６】また、一般公衆回線を用いて複数の現場とデータ通信を行なう場合には、中央の回線側に全ての処理が集中するので、競合などの問題があり、中央処理部側の処理能力を極めて高いものとする必要があった。
【０００７】さらに、計測器と中央処理部との間のデータのやり取りを通信回線によるデータ通信に頼っているので回線の使用料がランニングコストの引き上げにつながっていた。そして、通信回線に異常が発生したときに、計測信号が消失する場合もあり、各物理量の継続的な監視を行う点で問題があった。
【０００８】本発明は、上記の点を考慮に入れてなされたものであって、その目的とするところは、維持管理の手間や設備にかかる費用を大幅に削減すると共に、信頼性を向上する計測データ伝送システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明の計測データ伝送システムは、下水道内の複数地点において各物理量を計測する複数の被監視局と、この被監視局を介して全体的な下水道の監視を行なう中央監視局とからなる計測データ伝送システムであって、被監視局が、下水道内の各物理量を計測する計測器と、この計測器によって計測された物理量を計測時間とともに計測データとして所定の記録間隔毎に記録するデータロガーと、データロガーに記録された計測データを所定の様式の電子メールに編集すると共にこの電子メールを所定の通信間隔毎に携帯電話回線網を用いて中央監視局側に伝送する通信機とを有し、かつ、前記中央監視局が、前記電子メールを受信する通信機と、各被監視局によって計測された各物理量を、受信した電子メールを用いて解読し出力する処理部とを有することを特徴としている。
【００１０】したがって、本発明の計測データ伝送システムは、携帯電話回線網を経由する電子メールを利用することによりデータ転送を行うので、専用回線のような設備投資が不要であり、中央側もテレメータ盤のような大型の装置が一切不要となる。また、データ転送はインターネットなどのネットワークを用いた電子メールのやりとりであるから、中央監視局側の回線は一つで十分であり、競合などの回線の問題が発生することがない。
【００１１】つまり、本発明によれば、多数の被監視局からの計測データを受け取る計測データ伝送システムであっても、その設備が極めて簡素で安価であるから、既設の計測システムから容易に本発明の計測データ伝送システムを形成することができる。加えて、被監視局側のコントロール装置がデータロガー機能を兼ね備えているので、計測器それぞれの側で計測データを一定期間保持可能であり、通信障害時のデータ欠損等のトラブル発生を抑えることができる。
【００１２】前記被監視局が、前記計測データを圧縮して通信機に出力する処理部を有し、かつ、中央監視局側の処理部が圧縮された計測データを復元する機能を有する場合には、通信にかかる費用を必要最小限に抑えることができ、ランニングコストを引き下げることができる。とりわけ、携帯電話回線網を用いた電子メールの送受信にはパケット通信が用いられるので、パケット料金を安くすることができる。
【００１３】ネットワークに常時接続されて前記電子メールを蓄積するメールサーバを有し、前記中央監視局がこのメールサーバとのデータ通信によって前記電子メールを受け取るように構成された場合には、中央監視局が常にネットワークに接続されている必要はなく、任意の時点でメールサーバに蓄積された電子メールを受け取って、各被監視局からの計測データを受信することができる。なお、中央監視局側に固有のメールサーバを所有することも可能であり、この場合には、計測器側、中央側とも、そのメールサーバのアドレスを使用可能である。
【００１４】計測データは電子メールで送信されるため、複数箇所に監視局を設置することも可能で、一度にそれら複数の監視局へデータの電子メールを同時に送信することができる。
【００１５】前記被監視局が、計測された物理量が予想される通常の計測範囲の閾値を越えた時点で、その時点までの計測データを所定の様式の電子メールに編集して中央監視局側に伝送する緊急通報機能を有する場合には、送信から受信までの伝達遅延時間の範囲内で、異常の発生を中央監視局に通知することができる。
【００１６】前記中央監視局が、各被監視局を制御する制御信号を所定の電子メールに編集する機能と、この電子メールを各被監視局側に伝送する機能を有すると共に、前記被監視局が、所定の様式の電子メールを受け取ってこれを制御信号に変換する機能と、この制御信号に従って所定の動作を行なう機能を有する場合には、中央監視局側から各被監視局を制御して、下水のサンプリングやバルブの開閉などの所定の遠隔操作を行うことができる。とりわけ、制御信号を電子メールによって送信することにより、一度のメール送信によって複数の被監視局に制御信号を同時に送信することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１，２は本発明の計測データ伝送システム１の全体的な構成を示す図である。図１，２において、２は所定の地域における下水道内の水位や流量などの監視を行なう中央監視局、３は中央監視局２によって監視された状態で、所定の位置における下水道内の状態を計測する複数の被監視局（図には一つの被監視局のみを示している）である。
【００１８】４はインターネットなどのネットワーク、５はインターネットのプロバイダが管理するメールサーバ、６はインターネット４に接続されたルータなどの通信機、７はこの通信機６によってインターネット４に接続された処理部、８は処理部７に接続されたプリンタ等の出力装置である。すなわち、本例の中央監視局２はルータ６と、処理部７と、プリンタ等の出力装置８とからなっている。
【００１９】一方、９は計測対象となる下水道渠、１０はこの下水道渠９に通ずる人孔の開口部であり、１１は下水道渠９を流れる下水の各物理量を計測する計測器、１２は計測器１１にケーブル接続された制御部である。つまり、本例の被監視局３は大きくわけて計測器１１とその制御部１２とからなる。また、各被監視局３は、それぞれ、異なるＩＤ（本例の場合ＩＤ：００１の被監視局３のみを例示している）を有している。
【００２０】図２は、被監視局３のより詳しい構成を示している。すなわち、前記計測器１１には例えば水位１３ａ，流量１３ｂ，ｐＨ１３ｃなどを表わす各物理量を計測するための各センサ１３と、これらのセンサ１３に接続されて計測値をアナログ信号１４ａ，パルス信号１４ｂ，接点信号１４ｃに変換する変換器１４とを有している。
【００２１】本例では例えば、流量や水位などの連続値をアナログ信号１４ａとして出力しており、流れた下水の総量が例えば１ｍ3 毎に１パルス出力されるパルス信号１４ｂや、流量が所定の範囲の閾値を越える場合やｐＨの計測値が通常では考えられない閾値を越える場合に異常発生を出力する接点信号１４ｃがある。すなわち、計測器１１から出力される信号は、状態の量に見合ったアナログ信号１４ａ、単位量の積算パルス信号１４ｂ、警報信号のような接点信号１４ｃなどがある。
【００２２】また、前記制御部１２は例えば前記信号１４ａ〜１４ｃを入力して適宜の処理を行なう処理部１５と、信号処理された各計測値を所定の間隔で、中央監視局２側に送信する通信機１６とからなっている。
【００２３】そして、処理部１５は例えば前記アナログ信号１４ａをデジタル変換するＡＤ変換器１７と、パルス信号１４ｂや接点信号１４ｃを入力するためのインターフェース１８と、これらの入力部１７，１８を介して入力した各物理量を処理するＣＰＵ１９と、このＣＰＵ１９によってまとめられた計測データＤを順次記録するデータロガー２０とを有している。
【００２４】通信機１６はＰＡＤ機能(Packet Assembly and Disassembly) を有する通信機であり、例えば、シリアル通信によって受信した後述のデータＤ’を所定の様式の電子メールＭに編集するプロトコル変換器２１と、変換された電子メールＭをパケット通信するための携帯電話端末２２とからなる。一方、インターネット４側には、各携帯電話端末２２と電磁波のやり取りをしてこれをインターネット４に接続する携帯電話会社による電磁波通信システム４ａを有している。
【００２５】計測データＤは例えば水位Ｄ1 ，流量Ｄ2 ，パルス数Ｄ3 ，ｐＨの測定値Ｄ4等の各物理量および異常発生状態Ｄ5 などからなる１レコードのデータであり、記録時刻Ｄｔを付してなる。前記水位Ｄ1 ，流量Ｄ2 ，ｐＨの測定値Ｄ4 などのアナログ信号は記録する瞬間の値であり、パルス数Ｄ3 は前回の記録の後から今回の記録の瞬間までの入力数、異常発生状態Ｄ5 などの接点信号については記録の瞬間の状態（ＯＮかＯＦＦか）を記録してなるものである。
【００２６】また、前記データＤ1 〜Ｄ5 は変換器１４またはＣＰＵ１９によるデータ処理によって前記センサ１３による測定信号１４ａ〜１４ｃを基に算出されて求められるものである。なお、本例では、水位Ｄ1 および流量Ｄ2 などの連続的な物理量は、０から通常考えられる最大水位および最大流量を、例えば０〜１０２３の１０ビットデータで表わしている。このアナログ値をどの程度の分解能で表わすかは任意に選択可能である。
【００２７】そして、本例では、前記計測データＤを所定の間隔として５分ごとに１レコード分のデータを記録する例を示している。すなわち、１時間で１２レコード分の計測データＤが保存される例を示している。さらに、この計測データＤの記録する間隔を短くすることにより、より厳密な計測を行うことが可能である。逆に、記録する間隔を長くすることにより、通信費を抑えることができランニングコストを削減できる。
【００２８】さらに、本例に示す被監視局３はＣＰＵ１９が各センサ１３によって計測された物理量１３ａ〜１３ｃをモニタし、これら及びこれらにより演算された結果が予想される通常の計測範囲の閾値を越えた時点で異常発生を検出し、異常発生状態Ｄ5 はＯＮとなる。そして、その時点までの計測データＤを所定の様式の電子メールＭに編集して中央監視局２側に伝送する緊急通報機能を有している。すなわち、異常発生状態Ｄ5 が１であるとき、５分毎の計測データＤの蓄積に捕らわれることなく、それ以下の短い間隔で計測データＤを記録し、これを順次電子メールＭに編集して送信する機能を有している。したがって、異常発生時には現状を直ちに中央監視局２側に伝送し、その詳細な変化を報告できるようにしている。
【００２９】そして、中央監視局２で異常発生時の非定時メールを受信した場合には、直ちにそのメールに対応したメッセージを表示させることができる。
【００３０】また、データロガー２０には例えば過去３日分程度の計測データＤが残るように順次保存されており、それ以上過去の計測データＤは上書き更新されるように構成されている。さらに、データロガー２０に保存された計測データＤを外部から吸い出し可能に構成している。すなわち、何らかの原因によって通信不能になった場合であっても、データロガー２０に計測データＤが残っているかぎり、計測値が消失することはない。
【００３１】なお、データロガー２０に保存される計測データＤの量は３日間に限定されるものではないことはいうまでもない。より長い期間保存されるように構成することにより、安全性を更に高めることが可能であるが、データロガー２０の容量を削減して製造コストを引き下げるようにしてもよい。また、以下の説明では、計測データＤがデータロガー２０に保存されることを前提に説明を行うが、本発明はデータロガー２０を省略して、前記計測データＤを記憶部や外部記憶装置などに記憶するなど様々な変形が可能であることはいうまでもない。
【００３２】前記ＣＰＵ１９は、データロガー２０に保存された計測データＤを所定の間隔として例えば１時間毎にこれを圧縮して、その容量を削減した通信用のデータＤ’を形成する。そして、このデータＤ’を通信機１６に出力することにより、これが電子メールＭに変換された後に中央監視局２側のメールアドレスに送信されて、インターネット４上のメールサーバ５に蓄積される。なお、本例ではメールサーバ５を電話会社が管理するものとしているが、本発明はこの点を限定するものではない。すなわち、中央監視局２を構成する処理部７をメールサーバ５として動作させるように構成してもよい。
【００３３】メールサーバ５は各被監視局３から受け取った電子メールＭを順次蓄積する。このとき、各被監視局３には予め独特のメールアドレスＭａが付与されており、メールサーバ５は少なくとも各電子メールＭを受け取った時刻Ｍｔと、その電子メールＭの送信元のメールアドレスＭａを保存している。なお、本例では理解しやすいように、被監視局３毎に割り振られたＩＤ番号を用いてメールアドレスＭａを表記しているが、本発明は各被監視局３に付与されるメールアドレスＭａの形を限定するものではない。
【００３４】本例の場合、メールサーバ５が昼のちょうど１時にＩＤが００１から００４までの４つの被監視局３から同時に電子メールＭを受信しているが、各電子メールＭはインターネット４を用いた受信であるから、メールサーバ５は競合などの問題が全く発生することなく各被監視局３からの電子メールＭを同時に受信することができる。
【００３５】また、ＩＤが００３の被監視局３（図外）からは５分間隔で電子メールＭが届いていることが分かる。すなわち、被監視局３における計測によって何らかの異常を検知し、より短い間隔で緊急事態発生を知らせる電子メールＭが送られている。本例のように被監視局３が、異常事態の発生に伴って直ちに電子メールＭが送られる緊急通報機能を有する場合には、ほゞリアルタイムに緊急事態発生が通知されるので、より早急な対応を取ることができる。
【００３６】本発明の計測データ伝送システム１は、計測点が公共下水道などの一般公道のマンホール内になることが多く、監視装置を設置する場所の選定や電源引き込みの難しさがあるが、本例では電源をバッテリとすることにより任意の位置に設置可能としている。また、携帯電話端末２２を利用した通報システムを採用しているので、被監視局３の設置位置を容易に変更することができる。なお、本例の場合、携帯電話端末２２を有する制御部１２を人孔の外側の電柱などに取り付けているので、電磁波による通信を妨げるものを少なくしているが、この携帯電話端末２２を人孔内に設置し、人孔の鉄蓋に携帯電話端末器のアンテナ２２ａを取り付けることによって、交通に影響を与えることのないシステムを構築できる。
【００３７】一方、インターネット４を介してメールサーバ５に接続された処理部７は、各被監視局３からの電子メールＭをルータ６などの通信機を介して順次受け取って、これらの電子メールＭを用いて各被監視局３によって計測された各物理量を解読した日報や月報などに編集し、これをプリンタ等の出力装置８などを介して出力することができる。
【００３８】このとき処理部７はインターネット４に接続できてメールサーバ５から順次電子メールＭを受け取るだけで、複数の被監視局３からの計測データＤを受信できるので、従来のような大がかりなテレメータシステムのようなものを一切必要としておらず、被監視局３の数が増大しても競合などの問題が一切発生することがない。すなわち、図２に一点鎖線で示すように前記中央監視局２は、ノートブック型のパーソナルコンピュータ程度の処理部７’と、ワイヤレスモデム６’とからなる可搬型の中央監視局２’とすることも可能であり、その構成を可及的に簡素化することができる。
【００３９】さらに、仮に前記通信機１６によるデータ通信が何らかの原因で行うことができなくなったとしても、計測データＤがデータロガー２０に蓄積されているので、このデータロガー２０に可搬型の処理部７’などを接続することにより、この計測データＤを転送することが可能となり、計測データＤの消失を防ぐことができる。
【００４０】図３は中央監視局２（２’）側のデータの流れを示す図である。図３において、２３は各被監視局３のＩＤと、メールアドレス，被監視局３の所在地，計測された各物理量Ｄ1 〜Ｄ5 の単位やその範囲などの情報を記録してなるマスタ情報である。本図に示した例では、マスタ情報２３は、ＩＤが００１の被監視局３が、「大阪都島区…」に設置されていることを示し、記録されたデータの一つ目は水位で最大値が１００ｃｍであり、２つ目のデータは流量で最大値が１００ｍ3／ｈであることを示している。
【００４１】２４はこのマスタ情報２３を作成したり維持するためのマスタメンテナンスプログラム、２５はメールサーバ５から電子メールＭを受信してこれに含まれる圧縮データＤ’を復元すると共にマスタ情報２３を用いて各被監視局３によって測定された各計測データＤを復元するデータ復元プログラムである。すなわち、データ復元プログラム２５によって各電子メールＭを復元することにより、処理部１５に入力される各被監視局３によって測定された各物理量（水位，流量，ｐＨなど）を受信することができる。
【００４２】２６はデータ復元プログラム２５を用いて復元された計測データ（物理量）を各被監視局３毎に順次保管された計測情報、２７はマスタ情報２３および計測情報２６を用いて日報や月報などの帳票２８を作成する帳票作成プログラム、２９はマスタ情報２３および計測情報２６を用いて、測定した任意の範囲の計測結果をグラフ３０にして出力するグラフ作成プログラムである。
【００４３】なお、前記帳票作成プログラム２７およびグラフ作成プログラム２９は、前記情報２３，２６を用いて帳票２８やグラフ３０を出力することを可能とする市販の表計算ソフトを用いてもよいことはいうまでもない。また、出力はディスプレイに表示するだけでなく、プリンタ等の出力装置８によって印刷などすることも可能である。
【００４４】さらに、前記中央監視局２が、各被監視局３を制御する制御信号Ｃを所定の電子メールＭｃに編集する機能と、この電子メールＭｃを各被監視局３側に伝送する機能を有すると共に、前記被監視局３が、所定の様式の電子メールＭｃを受け取ってこれを制御信号Ｃに変換する機能と、この制御信号Ｃに従って所定の動作を行なう機能を有する場合には、中央監視局２側から各被監視局３を制御することも可能である。
【００４５】すなわち、例えば中央監視局２が各被監視局３によって測定された各物理量を監視し、所定濃度異常の汚染物質が流れていることを検出したときに、その監視局３に対して制御信号Ｃを送信して、排水を自動採取させ、原因を突き止めることも可能となる。さらに、バルブの開閉などの動作を所定の動作として行なうことも可能である。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の計測データ伝送システムによれば、携帯電話回線網を経由する電子メールを利用することによりデータ転送を行うので、テレメータシステムのような大がかりな装置が一切不要となる。また、データ転送はインターネットなどのネットワークを用いた電子メールのやりとりであるから、中央監視局側の回線は一つで十分であり、競合などの回線の問題が発生することがない。
【００４７】すなわち、本発明によれば、被監視局の数が増大しても各被監視局からの計測データを極めて簡素化された機構で受け取ることができ、既設の計測システムから容易に本発明の計測データ伝送システムを形成することができる。加えて、被監視局側のコントロール装置がデータロガー機能を兼ね備えているので、計測器それぞれの側で計測データを一定期間保持可能であり、通信障害時のデータ欠損等のトラブル発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体的な構成を示す図である。
【図２】被監視局側の構成および計測データの管理を説明する図である。
【図３】中央監視局側の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１…計測データ伝送システム、２…中央監視局、３…被監視局、５…メールサーバ、９…下水道、１１…計測器、１３ａ〜１３ｃ…物理量、１５…処理部、１６…通信機、２０…データロガー、Ｃ…制御信号、Ｄ…測定データ、Ｍ，Ｍｃ…電子メール。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、計測データ伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、下水道における流量計測は、下水道管渠を接続する市町村への料金徴収体系の中で、最も重要な要素である。また、下水道内の複数地点における水深，流量，水質などの各物理量を計測し、これを監視することにより、環境維持のための排水規制や下水道の異常検知を行って、早急な対応をとることが求められている。そこで、従来より下水道内の複数の人孔内などにおいて各物理量を計測し、計測値を集計する監視装置を取付けることが行われている。
【０００３】従来の監視装置は、一般的に各物理量を計測する計測器と、この計測器によって計測された計測値を記録したり、状態の信号（アナログ信号およびデジタル信号）を記録するためのデジタル式プリンタやアナログ記録計などの記録装置とを有しており、管理者が定期的にこれらの記録装置に記録された計測値を確認することが行われていた。そして、各監視装置を管理する計測センタでは管理者によって確認された計測値を基に、データの解析を行って、下水道内の状態を把握していた。
【０００４】また、流量計測システムの管理効率を上げるため、現在では専用電話回線を利用したテレメータシステムが広く利用されている。つまり、計測器に、専用回線などによって計測信号をデータ通信する通信機を取り付けて、計測信号を中央処理部に送信し、中央で集中監視するデータ通信システムを構築することがあった。計測信号をテレメータシステムによって集計することにより、各地点における各計測信号がほゞリアルタイムに計測でき、現状の監視をより厳密に行えるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、専用回線を用いてデータ通信を行う場合には配線工事費などの設備投資が大きくなるだけでなく、計測点の変更を容易に行うことができないという問題があった。また、中央処理部においても各計測点に設けられた複数の通信機とデータ通信する必要があるので、テレメータ盤のような大型の装置が必要とされ、設備が大げさにならざるを得ない。
【０００６】また、一般公衆回線を用いて複数の現場とデータ通信を行なう場合には、中央の回線側に全ての処理が集中するので、競合などの問題があり、中央処理部側の処理能力を極めて高いものとする必要があった。
【０００７】さらに、計測器と中央処理部との間のデータのやり取りを通信回線によるデータ通信に頼っているので回線の使用料がランニングコストの引き上げにつながっていた。そして、通信回線に異常が発生したときに、計測信号が消失する場合もあり、各物理量の継続的な監視を行う点で問題があった。
【０００８】本発明は、上記の点を考慮に入れてなされたものであって、その目的とするところは、維持管理の手間や設備にかかる費用を大幅に削減すると共に、信頼性を向上する計測データ伝送システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明の計測データ伝送システムは、下水道内の複数地点において各物理量を計測する複数の被監視局と、この被監視局を介して全体的な下水道の監視を行なう中央監視局とからなる計測データ伝送システムであって、被監視局が、下水道内の各物理量を計測する計測器と、この計測器によって計測された物理量を計測時間とともに計測データとして所定の記録間隔毎に記録するデータロガーと、データロガーに記録された計測データを所定の様式の電子メールに編集すると共にこの電子メールを所定の通信間隔毎に携帯電話回線網を用いて中央監視局側に伝送する通信機とを有し、かつ、前記中央監視局が、前記電子メールを受信する通信機と、各被監視局によって計測された各物理量を、受信した電子メールを用いて解読し出力する処理部とを有することを特徴としている。
【００１０】したがって、本発明の計測データ伝送システムは、携帯電話回線網を経由する電子メールを利用することによりデータ転送を行うので、専用回線のような設備投資が不要であり、中央側もテレメータ盤のような大型の装置が一切不要となる。また、データ転送はインターネットなどのネットワークを用いた電子メールのやりとりであるから、中央監視局側の回線は一つで十分であり、競合などの回線の問題が発生することがない。
【００１１】つまり、本発明によれば、多数の被監視局からの計測データを受け取る計測データ伝送システムであっても、その設備が極めて簡素で安価であるから、既設の計測システムから容易に本発明の計測データ伝送システムを形成することができる。加えて、被監視局側のコントロール装置がデータロガー機能を兼ね備えているので、計測器それぞれの側で計測データを一定期間保持可能であり、通信障害時のデータ欠損等のトラブル発生を抑えることができる。
【００１２】前記被監視局が、前記計測データを圧縮して通信機に出力する処理部を有し、かつ、中央監視局側の処理部が圧縮された計測データを復元する機能を有する場合には、通信にかかる費用を必要最小限に抑えることができ、ランニングコストを引き下げることができる。とりわけ、携帯電話回線網を用いた電子メールの送受信にはパケット通信が用いられるので、パケット料金を安くすることができる。
【００１３】ネットワークに常時接続されて前記電子メールを蓄積するメールサーバを有し、前記中央監視局がこのメールサーバとのデータ通信によって前記電子メールを受け取るように構成された場合には、中央監視局が常にネットワークに接続されている必要はなく、任意の時点でメールサーバに蓄積された電子メールを受け取って、各被監視局からの計測データを受信することができる。なお、中央監視局側に固有のメールサーバを所有することも可能であり、この場合には、計測器側、中央側とも、そのメールサーバのアドレスを使用可能である。
【００１４】計測データは電子メールで送信されるため、複数箇所に監視局を設置することも可能で、一度にそれら複数の監視局へデータの電子メールを同時に送信することができる。
【００１５】前記被監視局が、計測された物理量が予想される通常の計測範囲の閾値を越えた時点で、その時点までの計測データを所定の様式の電子メールに編集して中央監視局側に伝送する緊急通報機能を有する場合には、送信から受信までの伝達遅延時間の範囲内で、異常の発生を中央監視局に通知することができる。
【００１６】前記中央監視局が、各被監視局を制御する制御信号を所定の電子メールに編集する機能と、この電子メールを各被監視局側に伝送する機能を有すると共に、前記被監視局が、所定の様式の電子メールを受け取ってこれを制御信号に変換する機能と、この制御信号に従って所定の動作を行なう機能を有する場合には、中央監視局側から各被監視局を制御して、下水のサンプリングやバルブの開閉などの所定の遠隔操作を行うことができる。とりわけ、制御信号を電子メールによって送信することにより、一度のメール送信によって複数の被監視局に制御信号を同時に送信することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１，２は本発明の計測データ伝送システム１の全体的な構成を示す図である。図１，２において、２は所定の地域における下水道内の水位や流量などの監視を行なう中央監視局、３は中央監視局２によって監視された状態で、所定の位置における下水道内の状態を計測する複数の被監視局（図には一つの被監視局のみを示している）である。
【００１８】４はインターネットなどのネットワーク、５はインターネットのプロバイダが管理するメールサーバ、６はインターネット４に接続されたルータなどの通信機、７はこの通信機６によってインターネット４に接続された処理部、８は処理部７に接続されたプリンタ等の出力装置である。すなわち、本例の中央監視局２はルータ６と、処理部７と、プリンタ等の出力装置８とからなっている。
【００１９】一方、９は計測対象となる下水道渠、１０はこの下水道渠９に通ずる人孔の開口部であり、１１は下水道渠９を流れる下水の各物理量を計測する計測器、１２は計測器１１にケーブル接続された制御部である。つまり、本例の被監視局３は大きくわけて計測器１１とその制御部１２とからなる。また、各被監視局３は、それぞれ、異なるＩＤ（本例の場合ＩＤ：００１の被監視局３のみを例示している）を有している。
【００２０】図２は、被監視局３のより詳しい構成を示している。すなわち、前記計測器１１には例えば水位１３ａ，流量１３ｂ，ｐＨ１３ｃなどを表わす各物理量を計測するための各センサ１３と、これらのセンサ１３に接続されて計測値をアナログ信号１４ａ，パルス信号１４ｂ，接点信号１４ｃに変換する変換器１４とを有している。
【００２１】本例では例えば、流量や水位などの連続値をアナログ信号１４ａとして出力しており、流れた下水の総量が例えば１ｍ3 毎に１パルス出力されるパルス信号１４ｂや、流量が所定の範囲の閾値を越える場合やｐＨの計測値が通常では考えられない閾値を越える場合に異常発生を出力する接点信号１４ｃがある。すなわち、計測器１１から出力される信号は、状態の量に見合ったアナログ信号１４ａ、単位量の積算パルス信号１４ｂ、警報信号のような接点信号１４ｃなどがある。
【００２２】また、前記制御部１２は例えば前記信号１４ａ〜１４ｃを入力して適宜の処理を行なう処理部１５と、信号処理された各計測値を所定の間隔で、中央監視局２側に送信する通信機１６とからなっている。
【００２３】そして、処理部１５は例えば前記アナログ信号１４ａをデジタル変換するＡＤ変換器１７と、パルス信号１４ｂや接点信号１４ｃを入力するためのインターフェース１８と、これらの入力部１７，１８を介して入力した各物理量を処理するＣＰＵ１９と、このＣＰＵ１９によってまとめられた計測データＤを順次記録するデータロガー２０とを有している。
【００２４】通信機１６はＰＡＤ機能(Packet Assembly and Disassembly) を有する通信機であり、例えば、シリアル通信によって受信した後述のデータＤ’を所定の様式の電子メールＭに編集するプロトコル変換器２１と、変換された電子メールＭをパケット通信するための携帯電話端末２２とからなる。一方、インターネット４側には、各携帯電話端末２２と電磁波のやり取りをしてこれをインターネット４に接続する携帯電話会社による電磁波通信システム４ａを有している。
【００２５】計測データＤは例えば水位Ｄ1 ，流量Ｄ2 ，パルス数Ｄ3 ，ｐＨの測定値Ｄ4等の各物理量および異常発生状態Ｄ5 などからなる１レコードのデータであり、記録時刻Ｄｔを付してなる。前記水位Ｄ1 ，流量Ｄ2 ，ｐＨの測定値Ｄ4 などのアナログ信号は記録する瞬間の値であり、パルス数Ｄ3 は前回の記録の後から今回の記録の瞬間までの入力数、異常発生状態Ｄ5 などの接点信号については記録の瞬間の状態（ＯＮかＯＦＦか）を記録してなるものである。
【００２６】また、前記データＤ1 〜Ｄ5 は変換器１４またはＣＰＵ１９によるデータ処理によって前記センサ１３による測定信号１４ａ〜１４ｃを基に算出されて求められるものである。なお、本例では、水位Ｄ1 および流量Ｄ2 などの連続的な物理量は、０から通常考えられる最大水位および最大流量を、例えば０〜１０２３の１０ビットデータで表わしている。このアナログ値をどの程度の分解能で表わすかは任意に選択可能である。
【００２７】そして、本例では、前記計測データＤを所定の間隔として５分ごとに１レコード分のデータを記録する例を示している。すなわち、１時間で１２レコード分の計測データＤが保存される例を示している。さらに、この計測データＤの記録する間隔を短くすることにより、より厳密な計測を行うことが可能である。逆に、記録する間隔を長くすることにより、通信費を抑えることができランニングコストを削減できる。
【００２８】さらに、本例に示す被監視局３はＣＰＵ１９が各センサ１３によって計測された物理量１３ａ〜１３ｃをモニタし、これら及びこれらにより演算された結果が予想される通常の計測範囲の閾値を越えた時点で異常発生を検出し、異常発生状態Ｄ5 はＯＮとなる。そして、その時点までの計測データＤを所定の様式の電子メールＭに編集して中央監視局２側に伝送する緊急通報機能を有している。すなわち、異常発生状態Ｄ5 が１であるとき、５分毎の計測データＤの蓄積に捕らわれることなく、それ以下の短い間隔で計測データＤを記録し、これを順次電子メールＭに編集して送信する機能を有している。したがって、異常発生時には現状を直ちに中央監視局２側に伝送し、その詳細な変化を報告できるようにしている。
【００２９】そして、中央監視局２で異常発生時の非定時メールを受信した場合には、直ちにそのメールに対応したメッセージを表示させることができる。
【００３０】また、データロガー２０には例えば過去３日分程度の計測データＤが残るように順次保存されており、それ以上過去の計測データＤは上書き更新されるように構成されている。さらに、データロガー２０に保存された計測データＤを外部から吸い出し可能に構成している。すなわち、何らかの原因によって通信不能になった場合であっても、データロガー２０に計測データＤが残っているかぎり、計測値が消失することはない。
【００３１】なお、データロガー２０に保存される計測データＤの量は３日間に限定されるものではないことはいうまでもない。より長い期間保存されるように構成することにより、安全性を更に高めることが可能であるが、データロガー２０の容量を削減して製造コストを引き下げるようにしてもよい。また、以下の説明では、計測データＤがデータロガー２０に保存されることを前提に説明を行うが、本発明はデータロガー２０を省略して、前記計測データＤを記憶部や外部記憶装置などに記憶するなど様々な変形が可能であることはいうまでもない。
【００３２】前記ＣＰＵ１９は、データロガー２０に保存された計測データＤを所定の間隔として例えば１時間毎にこれを圧縮して、その容量を削減した通信用のデータＤ’を形成する。そして、このデータＤ’を通信機１６に出力することにより、これが電子メールＭに変換された後に中央監視局２側のメールアドレスに送信されて、インターネット４上のメールサーバ５に蓄積される。なお、本例ではメールサーバ５を電話会社が管理するものとしているが、本発明はこの点を限定するものではない。すなわち、中央監視局２を構成する処理部７をメールサーバ５として動作させるように構成してもよい。
【００３３】メールサーバ５は各被監視局３から受け取った電子メールＭを順次蓄積する。このとき、各被監視局３には予め独特のメールアドレスＭａが付与されており、メールサーバ５は少なくとも各電子メールＭを受け取った時刻Ｍｔと、その電子メールＭの送信元のメールアドレスＭａを保存している。なお、本例では理解しやすいように、被監視局３毎に割り振られたＩＤ番号を用いてメールアドレスＭａを表記しているが、本発明は各被監視局３に付与されるメールアドレスＭａの形を限定するものではない。
【００３４】本例の場合、メールサーバ５が昼のちょうど１時にＩＤが００１から００４までの４つの被監視局３から同時に電子メールＭを受信しているが、各電子メールＭはインターネット４を用いた受信であるから、メールサーバ５は競合などの問題が全く発生することなく各被監視局３からの電子メールＭを同時に受信することができる。
【００３５】また、ＩＤが００３の被監視局３（図外）からは５分間隔で電子メールＭが届いていることが分かる。すなわち、被監視局３における計測によって何らかの異常を検知し、より短い間隔で緊急事態発生を知らせる電子メールＭが送られている。本例のように被監視局３が、異常事態の発生に伴って直ちに電子メールＭが送られる緊急通報機能を有する場合には、ほゞリアルタイムに緊急事態発生が通知されるので、より早急な対応を取ることができる。
【００３６】本発明の計測データ伝送システム１は、計測点が公共下水道などの一般公道のマンホール内になることが多く、監視装置を設置する場所の選定や電源引き込みの難しさがあるが、本例では電源をバッテリとすることにより任意の位置に設置可能としている。また、携帯電話端末２２を利用した通報システムを採用しているので、被監視局３の設置位置を容易に変更することができる。なお、本例の場合、携帯電話端末２２を有する制御部１２を人孔の外側の電柱などに取り付けているので、電磁波による通信を妨げるものを少なくしているが、この携帯電話端末２２を人孔内に設置し、人孔の鉄蓋に携帯電話端末器のアンテナ２２ａを取り付けることによって、交通に影響を与えることのないシステムを構築できる。
【００３７】一方、インターネット４を介してメールサーバ５に接続された処理部７は、各被監視局３からの電子メールＭをルータ６などの通信機を介して順次受け取って、これらの電子メールＭを用いて各被監視局３によって計測された各物理量を解読した日報や月報などに編集し、これをプリンタ等の出力装置８などを介して出力することができる。
【００３８】このとき処理部７はインターネット４に接続できてメールサーバ５から順次電子メールＭを受け取るだけで、複数の被監視局３からの計測データＤを受信できるので、従来のような大がかりなテレメータシステムのようなものを一切必要としておらず、被監視局３の数が増大しても競合などの問題が一切発生することがない。すなわち、図２に一点鎖線で示すように前記中央監視局２は、ノートブック型のパーソナルコンピュータ程度の処理部７’と、ワイヤレスモデム６’とからなる可搬型の中央監視局２’とすることも可能であり、その構成を可及的に簡素化することができる。
【００３９】さらに、仮に前記通信機１６によるデータ通信が何らかの原因で行うことができなくなったとしても、計測データＤがデータロガー２０に蓄積されているので、このデータロガー２０に可搬型の処理部７’などを接続することにより、この計測データＤを転送することが可能となり、計測データＤの消失を防ぐことができる。
【００４０】図３は中央監視局２（２’）側のデータの流れを示す図である。図３において、２３は各被監視局３のＩＤと、メールアドレス，被監視局３の所在地，計測された各物理量Ｄ1 〜Ｄ5 の単位やその範囲などの情報を記録してなるマスタ情報である。本図に示した例では、マスタ情報２３は、ＩＤが００１の被監視局３が、「大阪都島区…」に設置されていることを示し、記録されたデータの一つ目は水位で最大値が１００ｃｍであり、２つ目のデータは流量で最大値が１００ｍ3／ｈであることを示している。
【００４１】２４はこのマスタ情報２３を作成したり維持するためのマスタメンテナンスプログラム、２５はメールサーバ５から電子メールＭを受信してこれに含まれる圧縮データＤ’を復元すると共にマスタ情報２３を用いて各被監視局３によって測定された各計測データＤを復元するデータ復元プログラムである。すなわち、データ復元プログラム２５によって各電子メールＭを復元することにより、処理部１５に入力される各被監視局３によって測定された各物理量（水位，流量，ｐＨなど）を受信することができる。
【００４２】２６はデータ復元プログラム２５を用いて復元された計測データ（物理量）を各被監視局３毎に順次保管された計測情報、２７はマスタ情報２３および計測情報２６を用いて日報や月報などの帳票２８を作成する帳票作成プログラム、２９はマスタ情報２３および計測情報２６を用いて、測定した任意の範囲の計測結果をグラフ３０にして出力するグラフ作成プログラムである。
【００４３】なお、前記帳票作成プログラム２７およびグラフ作成プログラム２９は、前記情報２３，２６を用いて帳票２８やグラフ３０を出力することを可能とする市販の表計算ソフトを用いてもよいことはいうまでもない。また、出力はディスプレイに表示するだけでなく、プリンタ等の出力装置８によって印刷などすることも可能である。
【００４４】さらに、前記中央監視局２が、各被監視局３を制御する制御信号Ｃを所定の電子メールＭｃに編集する機能と、この電子メールＭｃを各被監視局３側に伝送する機能を有すると共に、前記被監視局３が、所定の様式の電子メールＭｃを受け取ってこれを制御信号Ｃに変換する機能と、この制御信号Ｃに従って所定の動作を行なう機能を有する場合には、中央監視局２側から各被監視局３を制御することも可能である。
【００４５】すなわち、例えば中央監視局２が各被監視局３によって測定された各物理量を監視し、所定濃度異常の汚染物質が流れていることを検出したときに、その監視局３に対して制御信号Ｃを送信して、排水を自動採取させ、原因を突き止めることも可能となる。さらに、バルブの開閉などの動作を所定の動作として行なうことも可能である。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の計測データ伝送システムによれば、携帯電話回線網を経由する電子メールを利用することによりデータ転送を行うので、テレメータシステムのような大がかりな装置が一切不要となる。また、データ転送はインターネットなどのネットワークを用いた電子メールのやりとりであるから、中央監視局側の回線は一つで十分であり、競合などの回線の問題が発生することがない。
【００４７】すなわち、本発明によれば、被監視局の数が増大しても各被監視局からの計測データを極めて簡素化された機構で受け取ることができ、既設の計測システムから容易に本発明の計測データ伝送システムを形成することができる。加えて、被監視局側のコントロール装置がデータロガー機能を兼ね備えているので、計測器それぞれの側で計測データを一定期間保持可能であり、通信障害時のデータ欠損等のトラブル発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体的な構成を示す図である。
【図２】被監視局側の構成および計測データの管理を説明する図である。
【図３】中央監視局側の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１…計測データ伝送システム、２…中央監視局、３…被監視局、５…メールサーバ、９…下水道、１１…計測器、１３ａ〜１３ｃ…物理量、１５…処理部、１６…通信機、２０…データロガー、Ｃ…制御信号、Ｄ…測定データ、Ｍ，Ｍｃ…電子メール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】下水道内の複数地点において各物理量を計測する複数の被監視局と、この被監視局を介して全体的な下水道の監視を行なう中央監視局とからなる計測データ伝送システムであって、被監視局が、下水道内の各物理量を計測する計測器と、この計測器によって計測された物理量を計測時間とともに計測データとして所定の記録間隔毎に記録するデータロガーと、データロガーに記録された計測データを所定の様式の電子メールに編集すると共にこの電子メールを所定の通信間隔毎に携帯電話回線網を用いて中央監視局側に伝送する通信機とを有し、かつ、前記中央監視局が、前記電子メールを受信する通信機と、各被監視局によって計測された各物理量を、受信した電子メールを用いて解読し出力する処理部とを有することを特徴とする計測データ伝送システム。
【請求項２】 前記被監視局が、前記計測データを圧縮して通信機に出力する処理部を有し、かつ、中央監視局側の処理部が圧縮された計測データを復元する機能を有する請求項１に記載の計測データ伝送システム。
【請求項３】 ネットワークに常時接続されて前記電子メールを蓄積するメールサーバを有し、前記中央監視局がこのメールサーバとのデータ通信によって前記電子メールを受け取るように構成された請求項１または２に記載の計測データ伝送システム。
【請求項４】 前記被監視局が、計測された物理量が予想される通常の計測範囲の閾値を越えた時点で、その時点までの計測データを所定の様式の電子メールに編集して中央監視局側に伝送する緊急通報機能を有する請求項１〜３の何れかに記載の計測データ伝送システム。
【請求項５】前記中央監視局が、各被監視局を制御する制御信号を所定の電子メールに編集する機能と、この電子メールを各被監視局側に伝送する機能を有すると共に、前記被監視局が、所定の様式の電子メールを受け取ってこれを制御信号に変換する機能と、この制御信号に従って所定の動作を行なう機能を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の計測データ伝送システム。
【請求項１】下水道内の複数地点において各物理量を計測する複数の被監視局と、この被監視局を介して全体的な下水道の監視を行なう中央監視局とからなる計測データ伝送システムであって、被監視局が、下水道内の各物理量を計測する計測器と、この計測器によって計測された物理量を計測時間とともに計測データとして所定の記録間隔毎に記録するデータロガーと、データロガーに記録された計測データを所定の様式の電子メールに編集すると共にこの電子メールを所定の通信間隔毎に携帯電話回線網を用いて中央監視局側に伝送する通信機とを有し、かつ、前記中央監視局が、前記電子メールを受信する通信機と、各被監視局によって計測された各物理量を、受信した電子メールを用いて解読し出力する処理部とを有することを特徴とする計測データ伝送システム。
【請求項２】 前記被監視局が、前記計測データを圧縮して通信機に出力する処理部を有し、かつ、中央監視局側の処理部が圧縮された計測データを復元する機能を有する請求項１に記載の計測データ伝送システム。
【請求項３】 ネットワークに常時接続されて前記電子メールを蓄積するメールサーバを有し、前記中央監視局がこのメールサーバとのデータ通信によって前記電子メールを受け取るように構成された請求項１または２に記載の計測データ伝送システム。
【請求項４】 前記被監視局が、計測された物理量が予想される通常の計測範囲の閾値を越えた時点で、その時点までの計測データを所定の様式の電子メールに編集して中央監視局側に伝送する緊急通報機能を有する請求項１〜３の何れかに記載の計測データ伝送システム。
【請求項５】前記中央監視局が、各被監視局を制御する制御信号を所定の電子メールに編集する機能と、この電子メールを各被監視局側に伝送する機能を有すると共に、前記被監視局が、所定の様式の電子メールを受け取ってこれを制御信号に変換する機能と、この制御信号に従って所定の動作を行なう機能を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の計測データ伝送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００３−６７８０（Ｐ２００３−６７８０Ａ）
【公開日】平成１５年１月１０日（２００３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−１９１８１７（Ｐ２００１−１９１８１７）
【出願日】平成１３年６月２５日（２００１．６．２５）
【出願人】（５９１２３６０３５）株式会社エヌケーエス (3)
【出願人】（５００５２４４１９）株式会社アイシーティー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年１月１０日（２００３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年６月２５日（２００１．６．２５）
【出願人】（５９１２３６０３５）株式会社エヌケーエス (3)
【出願人】（５００５２４４１９）株式会社アイシーティー (1)
【Ｆターム（参考）】
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