通信装置および構造物
【課題】構造物に設置された通信装置と他の位置に設置された装置との間で電磁誘導によ
る無線通信をするときの通信距離を、その構造物を利用して長くすること。
【解決手段】比透磁率が１より大きい磁性体の部材を有する構造物に設置される通信装置
であって、前記設置された位置の周囲における特定の物理量を測定する測定手段と、前記
部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気的に結合するアンテナを有す
る他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前記測定手段によって測定され
た物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段とを具備する。
る無線通信をするときの通信距離を、その構造物を利用して長くすること。
【解決手段】比透磁率が１より大きい磁性体の部材を有する構造物に設置される通信装置
であって、前記設置された位置の周囲における特定の物理量を測定する測定手段と、前記
部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気的に結合するアンテナを有す
る他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前記測定手段によって測定され
た物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導により無線通信を行う通信装置の通信距離を長くする技術に関する
。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋を用いた構造物にＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）技術を用いた無線
通信を行う通信装置が設置された場合、この情報を読取装置において読み取るときには用
いられる電磁波が鉄筋に吸収されることにより、通信距離が大幅に減少することがあった
。そこで、鉄筋自体を通信装置のアンテナとして利用することで、読取装置との通信を可
能とする技術が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術においては、鉄筋をアンテナと用いることを前提として鉄
筋の形状を設計し、この形状に基づいて構造物の形状を設計しなくてはならなかった。そ
のため、事前にこのような用途を想定していない構造物については、このような技術を用
いることはできなかった。
本発明に係る幾つかの態様は、構造物に設置された通信装置と他の位置に設置された装
置との間で電磁誘導による無線通信をするときの通信距離を、その構造物を利用して長く
することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明は、比透磁率が１より大きい磁性体の部材を有する
構造物に設置される通信装置であって、前記設置された位置の周囲における特定の物理量
を測定する測定手段と、前記部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気
的に結合するアンテナを有する他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前
記測定手段によって測定された物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段
とを具備することを特徴とする通信装置を提供する。この通信装置によれば、構造物に設
置された通信装置と他の位置に設置された装置との間で電磁誘導による無線通信をすると
きの通信距離を、その構造物を利用して長くすることができる。
【０００６】
別の好ましい態様において、前記アンテナは、前記部材を磁心とするように当該部材の
周囲を巻くように設けられるループアンテナであることを特徴とする。この通信装置によ
れば、構造体における磁性体の部材とアンテナとの磁気的結合の程度が向上し、より通信
距離を長くすることができる。
【０００７】
別の好ましい態様において、前記アンテナと電気的に接続されたコンデンサーを有し、
前記アンテナが前記部材に磁気的に結合した状態で、前記アンテナおよび前記コンデンサ
ーを有する共振回路の共振周波数が、前記無線通信に用いられる周波数に応じた値になる
ように、前記コンデンサーの容量を調整する調整手段をさらに具備することを特徴とする
。この通信装置によれば、設置された位置における環境が変わっても、通信距離が短くな
ることを抑制することができる。
【０００８】
別の好ましい態様において、前記アンテナは、前記部材より大きい比透磁率の磁心を有
するループアンテナであることを特徴とする。この通信装置によれば、構造体における磁
性体の部材を磁心としなくても、その部材とアンテナとの磁気的結合の程度が向上し、よ
り通信距離を長くすることができる。
【０００９】
また、本発明は、比透磁率が１より大きい磁性体の部材と、通信装置とを具備する構造
物であって、前記通信装置は、前記設置された位置の周囲環境に応じた物理量を測定する
測定手段と、前記部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気的に結合す
るアンテナを有する他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前記測定手段
によって測定された物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする構造物を提供する。この構造物によれば、この構造物に設置された通信
装置と他の位置に設置された装置との間で電磁誘導による無線通信をするときの通信距離
を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】通信装置および読取装置が設置された構造物の構成を示す図である。
【図２】通信装置と読取装置との通信の態様を説明する図である。
【図３】通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】アンテナ部の構成を説明する図である。
【図５】読取装置の構成を示すブロック図である。
【図６】変形例１に係る構造物における通信装置と読取装置の設置例を示す図である。
【図７】読取装置が複数設置されたときの通信の態様を説明する図である。
【図８】変形例３に係る通信装置と読取装置との通信の態様を説明する図である。
【図９】変形例３に係るアンテナ部の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施形態＞
[全体構成]
図１は、通信装置１０および読取装置２０が設置された構造物５００の構成を示す図で
ある。構造物５００は、ワイヤー５０を有する構造物であって、この例においては、つり
橋である。ワイヤー５０は、鋼、鉄、ステンレスなど、１より大きい比透磁率を有する磁
性体の部材である。比透磁率は、後述する通信距離を長くするために、１００以上、さら
には１０００以上であることが望ましい。通信装置１０および読取装置２０は、このワイ
ヤー５０に取り付けられることにより、構造物５００に設置されている。通信装置１０は
、いわゆるＲＦＩＤの技術を用いた無線タグであり、読取装置２０は、無線タグの情報を
読み出したり書き込んだりするリーダーライターである。なお、通信装置１０と読取装置
２０とは、電磁誘導を用いた無線通信をする装置であれば、どのような装置であってもよ
い。また、図１においては、通信装置１０は３台、読取装置２０が１台設置された例を示
しているが、それぞれこの台数に限られない。
【００１２】
通信装置１０は、利用者によってワイヤー５０に取り付けられて一旦設置された後は、
設置された位置から移動されないものとする。一方、読取装置２０は、通信装置１０と同
様に設置された後は移動されないものとしてもよいが、この例においては、後述するよう
にして、通信装置１０から情報を取得するときに、利用者によって設置されるものとする
。
通信装置１０と読取装置２０とは、電磁誘導を用いた無線通信により情報の送受信を行
う。送受信される情報の一例としては、通信装置１０により測定された物理量に応じた情
報などである。詳細については後述する。
【００１３】
図２は、通信装置１０と読取装置２０との通信の態様を説明する図である。通信装置１
０は、通信すべき情報に応じた信号の出力を実現するための構成を持つ本体部１１、およ
びその信号に応じた磁界を発生させるためのループアンテナを有するアンテナ部１２を有
する。通信装置１０は、ワイヤー５０に取り付けられると、図２に示すように、アンテナ
部１２が有するループアンテナの磁心がワイヤー５０となるように構成される。
読取装置２０は、通信すべき情報に応じた信号の出力を実現するための構成を持つ本体
部２１、およびその信号に応じた磁界を発生させるためのアンテナ部２２を有する。読取
装置２０は、ワイヤー５０に取り付けられると、通信装置１０と同様に、アンテナ部２２
が有するループアンテナの磁心がワイヤー５０となるように構成される。
【００１４】
この状態において、アンテナ部１２、２２の一方が他方に対して情報を送信するための
磁界を発生させると、その磁界に係る磁力線Ｍは、透磁率の高いワイヤー５０に引き寄せ
られる。すなわち、アンテナ部１２、２２はともに、ワイヤー５０と磁気的に結合する。
これにより、アンテナ部１２、２２がワイヤー５０と磁気的に結合しない場合と比べて、
アンテナ部１２、２２の間を効率的に磁界が伝達されることになり、通信装置１０と読取
装置２０との電磁誘導を用いた無線通信が可能な通信距離は長くなる。この無線通信の実
現には、例えば、周波数が１３１ｋＨｚ程度の長波（ＬＦ：Low Frequency）が使用され
る。
続いて、通信装置１０の構成について説明する。
【００１５】
[通信装置１０の構成]
図３は、通信装置１０の構成を示すブロック図である。通信装置１０は、上述したよう
に本体部１１およびアンテナ部１２を有する。本体部１１は、制御部１１０、記憶部１１
１、アンテナ接続部１１２、測定部１１３、時計部１１４および電源部１１５を有し、互
いにバスにより接続されている。
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理回路、ＲＯＭ（R
ead Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有し、ＣＰＵは、ＲＯＭに
記憶されたプログラムをＲＡＭにロードして実行する。これにより、制御部１１０は、バ
スを介して本体部１１の各部の制御を行う。また、ＲＯＭには、自装置を識別する識別情
報が記憶されている。
記憶部１１１は、不揮発性メモリなどの記憶手段であって、履歴情報を記憶する。履歴
情報については、後述する。
【００１６】
アンテナ接続部１１２は、アンテナ部１２と接続する接続端子を有する。また、アンテ
ナ接続部１１２は、さらにコンデンサーなどの回路を有し、接続されたアンテナ部１２と
で共振回路を構成する。このコンデンサーは、制御部１１０の制御によって、その容量が
調整されるように構成される。具体的には、コンデンサーは、制御部１１０の制御によっ
て、共振回路の共振周波数が無線通信の周波数（１３１ｋＨｚ）に近づくように、その容
量が調整される。すなわち、制御部１１０は、コンデンサーの容量を調整する調整手段と
しても機能する。制御部１１０によるコンデンサーの容量が調整されるタイミングは、例
えば、アンテナ部１２がアンテナ接続部１１２に接続されたとき、読取装置２０から無線
通信により調整指示があったときなどとすればよい。
アンテナ接続部１１２は、アンテナ部１２により受信した信号を制御部１１０に出力す
る受信手段として機能する一方、制御部１１０の制御によって生成される信号をアンテナ
部１２から送信させる送信手段としても機能する。受信する信号としては、読取装置２０
から送信される信号であって、例えば、履歴情報の送信を要求する信号である。また、送
信する信号としては、読取装置２０の要求に応じて送信する信号であって、例えば、履歴
情報を示す信号である。
【００１７】
測定部１１３は、加速度センサーを有し、通信装置１０が設置された位置における振動
などにより生じる加速度を測定する測定手段であって、測定結果に応じた測定情報を制御
部１１０へ出力する。なお、測定部１１３は、加速度の測定に限らず、通信装置１０が設
置された位置の周囲における特定の物理量を測定し、測定結果に応じた測定情報を出力す
るものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、温度、湿度を測定するもので
あってもよいし、ワイヤー５０と接触して、その部分における応力変化などを測定するも
のであってもよい。
時計部１１４は、時刻を示す時刻情報を生成する機能を有し、あらかじめ決められた間
隔で制御部１１０へ時刻情報を出力する。制御部１１０は、この時刻情報を用いて、日時
などの時刻または時間に応じた制御をする。
制御部１１０は、測定部１１３から出力される測定情報と時計部１１４から出力される
時刻情報とを対応付けて記憶部１１１に履歴情報として記憶させる。このように、履歴情
報は、加速度の時間変化を示す情報となるから、この情報を解析すれば、通信装置１０の
振動状態（周波数分布、振幅など）を特定することができる。なお、制御部１１０は、ア
ンテナ部１２が接続されたとき、読取装置２０から無線通信により測定指示があったとき
などをきっかけとして、測定部１１３における測定情報を取得するようにしてもよいし、
そのタイミングを履歴情報に係る時刻情報の基準時刻としてもよい。また、現在の時刻か
ら予め決められた時間以上前の時刻に対応する履歴情報は削除してもよい。
電源部１１５は、一次電池を有し、本体部１１の各部に電力を供給する。このように、
電源部１１５が電力を供給することにより、通信装置１０が通信をしていないときもその
電力により各部が動作し、履歴情報が蓄積される。
【００１８】
アンテナ部１２は、ワイヤー５０など柱状の部材の周囲を巻くように設けられるもので
あり、アンテナ部１２をワイヤー５０に巻く作業を作業者が容易に行うことができる構成
となっている。以下、図４を用いて具体的に説明する。
【００１９】
図４は、アンテナ部１２の構成を説明する図である。アンテナ部１２は、プラスチック
、不織布など、電気的な絶縁性が高く、また可撓性のある板状の巻付部材１２１、その両
端部分に設けられるコネクター１２３−１、１２３−２、コネクター１２３−１と接続さ
れたアンテナ端子１２２−１、およびコネクター１２３−２と接続されたアンテナ端子１
２２−２を有する。アンテナ端子１２２−１、１２２−２は、本体部１１のアンテナ接続
部１１２に接続される端子である。また、コネクター１２３−１は、接続端子１２４−１
、１２４−３、１２４−５を有し、コネクター１２３−２は、接続端子１２４−２、１２
４−４、１２４−６を有する。
【００２０】
また、アンテナ部１２は、ループアンテナを構成する導電性の金属部材であるアンテナ
線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４を有し、それぞれ、巻付部材１２１
の内部に設けられている。アンテナ線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４
は、巻付部材１２１の表面とは絶縁されている。また、コネクター１２３−１、１２３−
２が接続されていないときには、アンテナ線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２
５−４のそれぞれは互いに絶縁されている。
図４（ａ）に示すように、アンテナ線１２５−１は、その両端の一方がコネクター１２
３−１を介してアンテナ端子１２２−１に接続され、他方が接続端子１２４−２に接続さ
れている。アンテナ線１２５−２は、その両端の一方が接続端子１２４−１に、他方が接
続端子１２４−４に接続されている。また、アンテナ線１２５−３は、その両端の一方が
接続端子１２４−３に、他方が接続端子１２４−６に接続されている。
アンテナ線１２５−４は、その両端の一方がコネクター１２３−２を介してアンテナ端
子１２２−２に接続され、他方が接続端子１２４−５に接続されている
【００２１】
コネクター１２３−１とコネクター１２３−２とは、互いに着脱可能に構成されている
。そのため、図４（ｂ）に示すように、アンテナ部１２は、巻付部材１２１を曲げてコネ
クター１２３−１とコネクター１２３−２とを接続することにより互いの位置関係を固定
することができるようになっている。コネクター１２３−１とコネクター１２３−２とが
接続されているときには、コネクター１２３−１とコネクター１２３−２とは、接続端子
１２４−１および接続端子１２４−２を電気的に接続し、接続端子１２４−３および接続
端子１２４−４を電気的に接続し、接続端子１２４−５および接続端子１２４−６を電気
的に接続する。
アンテナ部１２は、このようにコネクター１２３−１とコネクター１２３−２とが接続
されると、アンテナ線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４がそれぞれ電気
的に接続され、アンテナ端子１２２−１、１２２−２を両端としたループアンテナを構成
する。また、ワイヤー５０に巻きつけたときに、ワイヤー５０と巻付部材１２１とが接触
しても、アンテナ線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４とワイヤー５０と
は電気的に絶縁される。このように、アンテナ部１２は、ワイヤー５０に１回巻きをする
だけで、複数回巻きのループコイルを形成することができ、アンテナ線を複数回ワイヤー
５０に巻きつけるよりも容易に複数回巻きのループコイルを形成することができる。
なお、この例におけるアンテナ部１２の構成は一例であって、アンテナ部１２は、ワイ
ヤー５０に周囲が絶縁部材で覆われたアンテナ線を直接巻きつけるようにしてループアン
テナを構成したものであってもよい。
続いて、読取装置２０の構成について説明する。
【００２２】
[読取装置２０の構成]
図５は、読取装置２０の構成を示すブロック図である。読取装置２０は、上述したよう
に本体部２１およびアンテナ部２２を有する。本体部２１は、制御部２１０、記憶部２１
１、アンテナ接続部２１２、表示部２１６、操作部２１７およびインターフェイス２１８
を有し、互いにバスにより接続されている。
制御部２１０は、ＣＰＵなどの演算処理回路、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有し、ＣＰＵは、
ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭにロードして実行する。これにより、制御部２１
０は、バスを介して本体部２１の各部の制御を行う。また、ＲＯＭには、自装置を識別す
る識別情報が記憶されている。
記憶部２１１は、不揮発性メモリ、ハードディスクなどの記憶手段であって、通信装置
１０から読み取った履歴情報などを記憶する。
【００２３】
アンテナ接続部２１２は、通信装置１０におけるアンテナ接続部１１２と同様の機能を
有するため詳細の説明を省略するが、送受信する信号は次のとおりである。送信する信号
としては、通信装置１０に送信する信号であって、例えば、履歴情報の送信を要求する信
号である。また、受信する信号としては、通信装置１０から受信する信号であって、例え
ば、履歴情報を示す信号である。
アンテナ部２２の構成については、上述した通信装置１０におけるアンテナ部１２の構
成と同様に、図４に示すような構成であるため説明を省略する。
【００２４】
表示部２１６は、液晶ディスプレイなどの表示画面を有するデバイスであって、制御部
２１０により表示内容が制御される。
操作部２１７は、ボタン、キーボード、タッチパネルなどの操作子を有し、利用者が操
作子を操作すると、その操作内容を示すデータが制御部２１０に出力される。
インターフェイス２１８は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの端子を用いたり、
通信網に接続する通信機能を用いたりすることで、外部装置と情報のやり取りをするため
の接続機能を有する。
以上が各装置の構成についての説明である。
【００２５】
［動作］
次に、本実施形態における通信装置１０および読取装置２０を構造物５００に設置して
用いたときの動作についての具体例について説明する。
まず、利用者は、構造物５００が完成した後に、通信装置１０をワイヤー５０に取り付
け、また、アンテナ部１２をワイヤー５０に巻きつけて、ワイヤー５０がアンテナ部１２
のループアンテナの磁心となるように設置する。この例においては、図１に示すように、
床版５１から離れた位置の３箇所に設置したものとする。
通信装置１０がワイヤー５０に取り付けられ、アンテナ部１２がアンテナ接続部１１２
に接続されることにより、制御部１１０の制御によって、アンテナ接続部１１２における
コンデンサーの容量が調整される。通信装置１０が設置された位置よっては、その通信装
置１０を基準とした構造物５００のワイヤー５０の配置関係が変わることから、アンテナ
部１２におけるインダクタンス成分が異なるものとなり、同じコンデンサーの容量では共
振周波数が変化してしまう。このようなコンデンサーの容量を調整する処理を行うことに
より、変化した共振周波数を、無線通信に用いる周波数に近づけることができるため、設
置された位置における環境が変わっても、通信距離が短くなることを抑制することができ
る。
また、制御部１１０は、履歴情報の記憶を開始し、測定部１１３から出力される測定情
報と時計部１１４から出力される時刻情報とを対応付けて履歴情報として記憶部１１１に
記憶していく。
【００２６】
次に、利用者は、通信装置１０の記憶部１１１に記憶された履歴情報を取得するために
、読取装置２０のアンテナ部２２をワイヤー５０に巻きつける。このとき、読取装置２０
は、図１に示すように、利用者が床版５１に立った状態でも取り付けることができるよう
な床版５１に近い位置に設置される。
読取装置２０がワイヤー５０に取り付けられ、アンテナ部２２がアンテナ接続部２１２
に接続されることにより、または、操作部２１７の調整指示操作により、制御部２１０は
、アンテナ接続部２１２におけるコンデンサーの容量を調整する。
利用者が操作部２１７を操作して、通信装置１０から履歴情報を取得する指示をすると
、制御部２１０は、履歴情報の送信を要求する信号を、アンテナ接続部２１２に接続され
たアンテナ部２２を介して送信させる。このとき、送信する信号には通信装置１０を識別
する識別情報が含まれるようにして、通信対象となる通信装置１０を特定するようにして
もよい。また、履歴情報のうち特定の時刻範囲に対応する履歴情報だけを要求するものと
してもよい。
【００２７】
通信対象とされた通信装置１０は、履歴情報の送信を要求する信号を受信すると、制御
部１１０は、記憶部１１１に記憶されている履歴情報を要求内容に応じて読み出し、アン
テナ接続部１１２に接続されているアンテナ部１２を介して、読み出した履歴情報を示す
信号を送信させる。読取装置２０は、通信装置１０から送信された履歴情報を受信すると
、制御部２１０は、その履歴情報と、その履歴情報を送信した通信装置１０を識別する情
報とを対応付けて、記憶部２１１に記憶する。読取装置２０は、この履歴情報の受信を各
通信装置１０に対応して行うことにより、各通信装置１０から履歴情報を読み取る。この
とき、利用者は、読取装置２０の取り付け位置を変更しながら通信装置１０から履歴情報
を読み取ってもよい。
読取装置２０の制御部２１０は、受信した履歴情報に基づいて通信装置１０が設置され
た位置における振動状態を特定し、その振動状態から振動モードを解析し、過去に解析し
た振動モード、構造物５００の設計から予定される振動モードなど予め設定決められた振
動モードと比較する。そして、異なる振動モードが存在する場合には、構造物５００のワ
イヤー５０などに切断、亀裂などの異常が存在している可能性があることを示す表示を表
示部２１６の表示画面に行うなどして、異常を報知してもよい。以上が動作についての説
明である。
【００２８】
上述したように、通信装置１０が床版５１から離れた位置に設置され、読取装置２０が
床版５１に近い位置に設置されている場合、通信装置１０と読取装置２０との距離だけを
みると、通信可能な距離を越えるものとなる場合がある。一方、この実施形態のように、
それぞれのアンテナ部１２、２２がワイヤー５０と磁気的に結合することによって、ワイ
ヤー５０を介して効率的に磁界が伝達されることから、磁気的に結合していない場合に比
べて、通信装置１０と読取装置２０との間の通信距離を長くすることができる。
したがって、通信装置１０および読取装置２０は、通信装置１０が設置される位置と、
読取装置２０が設置される位置との距離における通信を可能とする構成にしなくてもよく
、その距離より短い距離における通信を可能とする構成にすることができるため、消費電
力の低減などを実現することができ、通信装置１０における電源部１１５の長寿命化が可
能である。また、電磁誘導方式においては、その方式の特徴から通信可能な距離には上限
が存在することになるが、その上限を超えた通信も可能である。さらに、通信装置１０が
設置された位置の近くに読取装置２０を移動させて無線通信をしなくてもよい。したがっ
て、つり橋などの構造物５００の高い位置に通信装置１０が設置されたとしても、読取装
置２０に履歴情報を読み出させるときに読取装置２０を設置する位置の制限が少なくなり
、利用者の作業性を向上させることもできる。
【００２９】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様
で実施可能である。
[変形例１]
上述した実施形態においては、構造物５００は、１より大きい比透磁率を有する磁性体
の部材であるワイヤー５０を有するつり橋を例として説明したが、このような部材であれ
ばワイヤー５０に限らず鉄筋、鉄骨などを用いたものであってもよい。
【００３０】
図６は、構造物の他の例を説明する図である。図６（ａ）は鉄骨５０Ａをラーメン構造
として用いた構造物５００Ａ、図６（ｂ）は鉄骨５０Ｂをトラス構造として用いた構造物
５００Ｂである場合において、通信装置１０、読取装置２０が設置される位置の例を示し
たものである。この例においては読取装置２０が複数設置されているが、実施形態のよう
に単数であってもよい。
【００３１】
また、アンテナ部１２、２２と磁気的に結合させる部材は、ワイヤー５０、鉄筋、鉄骨
などに限られず、水道管などの鉄管であってもよいし、電車に電力を供給するトロリー線
を支えるための吊架線であってもよい。すなわち、１より大きい比透磁率を有する磁性体
の部材を用いれば、どのような部材であってもよい。
【００３２】
[変形例２]
上述した実施形態においては、構造物５００に設置される読取装置２０は単数であった
が、複数設置されてもよい。読取装置２０が複数設置される場合については、以下の態様
で読取装置２０を動作させてもよい。
第１の態様として、複数の読取装置２０は、相互に通信して、通信装置１０との無線通
信を行う期間を決定する。そして、いずれかの読取装置２０が通信装置１０と無線通信を
行う期間においては、他の読取装置２０が通信装置１０と無線通信を行わないようにする
。すなわち、各読取装置２０が通信装置１０と通信する期間を時分割で制御するようにす
ればよい。このようにすると、同一の構造物５００において一の通信装置１０と通信可能
な読取装置２０が複数存在しても、各読取装置２０は、同じ周波数の搬送波を用いること
ができる。
また、読取装置２０は、他の読取装置２０に対して、すでに履歴情報を読み取った通信
装置１０を通知することで、通知を受けた他の読取装置２０が同一の通信装置１０から重
複して履歴情報を読み取ることを防止してもよい。
第２の態様については、図７を用いて説明する。
【００３３】
図７は、読取装置２０が複数設置されたときの通信の態様を説明する図である。変形例
１で説明した構造物５００Ｂにおいて、通信装置１０が４台（それぞれ通信装置１０−１
、１０−２、１０−３、１０−４という）、読取装置２０が２台（それぞれ読取装置２０
−１、２０−２という）が設置された場合を例として説明する。この例における読取装置
２０−２は、実施形態における読取装置２０とは異なり、履歴情報の要求は行わないが、
通信装置１０から送信された履歴情報については受信する構成である。
この例においては、読取装置２０から送信される信号の出力が、通信装置１０から送信
させる信号の出力よりも大きいものとする。このような状況は、通信装置１０の電源部１
１５が供給可能な電力量、アンテナ部１２のループアンテナの性能、アンテナ接続部１１
２の回路構成などについて、読取装置２０との違いによって発生する。そのため、例えば
、通信装置１０−４は、読取装置２０−１から送信される信号を受信することができるが
、読取装置２０−１は、通信装置１０−４から送信される信号を受信できない場合が生じ
る。
【００３４】
一方、読取装置２０−２においては、読取装置２０−１に比べて通信装置１０−４から
の距離が近い。したがって、読取装置２０−１からの要求に対する応答である履歴情報を
示す信号が通信装置１０−４から送信されると、読取装置２０−２においては、この信号
を受信することができる。この例においては、読取装置２０−２は、読取装置２０−１の
要求に応じた応答である履歴情報を示す信号については、その他、通信装置１０−２、１
０−３からも受信したものとする。
この結果、読取装置２０−１は、通信装置１０−１、１０−２、１０−３に対応する履
歴情報を記憶する。また、読取装置２０−２は、通信装置１０−２、１０−３、１０−４
に対応する履歴情報を記憶する。
【００３５】
利用者は、履歴情報の読み出しが終了した読取装置２０−１、２０−２を構造物５００
Ｂから取り外し、インターフェイス２１８を介してサーバー１０００に接続させる。そし
て、読取装置２０−１、２０−２は、それぞれに記憶されている履歴情報をサーバー１０
００に出力する。サーバー１０００は、通信装置１０−２、１０−３に対応する履歴情報
については重複するものであるから、重複する履歴情報のいずれか一方を削除して、各通
信装置１０からの履歴情報から振動モードの解析などを行う。
このようにして、構造物５００Ｂに設置された複数の通信装置１０に対応した履歴情報
を読み取るときに、履歴情報の送信を要求する読取装置２０と受信する読取装置２０とが
異なるようにしてもよい。そして、サーバー１０００などにおいて読み取った履歴情報を
統合して解析してもよい。
なお、第１の態様のように読取装置２０−１、２０−２間において互いに通信できる場
合には、読取装置２０−１は、読取装置２０−２を経由して通信装置１０−４に対応する
履歴情報を受信してもよい。
【００３６】
[変形例３]
上述した実施形態においては、アンテナ部１２、２２は、ワイヤー５０の周囲を巻くこ
とにより、ワイヤー５０を磁心とするように構成されていたが、ワイヤー５０を磁心とす
る構成に限られない。例えば、図８に示すような構成にすればよい。
【００３７】
図８は、通信装置１０Ａと読取装置２０Ａとの通信の態様を説明する図である。通信装
置１０Ａは、ワイヤー５０の比透磁率よりも大きい比透磁率を有する磁性部材１２０を磁
心とするアンテナ部１２Ａを有する。読取装置２０Ａは、ワイヤー５０の比透磁率よりも
大きい比透磁率を有する磁性部材２２０を磁心とするアンテナ部２２Ａを有する。磁性部
材１２０、２２０は、例えば、フェライトである。
このような通信装置１０Ａおよび読取装置２０Ａにおいては、信号の送受信のときに発
生する磁界については、その磁界に係る磁力線Ｍは、磁性部材１２０、２２０に引き寄せ
られるとともに、それ以外の部分においてはワイヤー５０に引き寄せられる。このように
してアンテナ部１２Ａ、２２Ａは、ワイヤー５０と磁気的に結合する。
信号を受信するときには、ワイヤー５０よりも比透磁率が大きい磁性部材１２０、２２
０が磁心として存在することにより、磁力線Ｍをワイヤー５０からアンテナ部１２Ａ、２
２Ａに引き寄せるため、受信感度を向上させることができる。
【００３８】
また、実施形態においては、アンテナ部１２、２２をワイヤー５０に巻きつける必要が
あったが、アンテナ部１２Ａ、２２Ａを用いれば、ワイヤー５０に巻きつける必要がなく
、ワイヤー５０の近くに設置すればよいため、設置作業が容易である。
なお、通信装置１０と読取装置２０Ａとの組み合わせ、通信装置１０Ａと読取装置２０
との組み合わせで使用してもよい。
【００３９】
このようなアンテナ部１２Ａ、２２Ａを用いると、アンテナ部１２、２２とは異なり、
予めループアンテナとして形成しておくことができるから、図９に示すような構成のアン
テナ部１２Ｂを用いるようにしてもよい。
【００４０】
図９は、アンテナ部１２Ｂの構成を説明する図である。アンテナ部１２Ｂは、磁性部材
１２０を磁心とし、同じ方向に巻かれているループアンテナ１２６−１、１２６−２を有
する。磁性部材１２０の一端側のループアンテナ１２６−１の端部Ｘ１と他端側のループ
アンテナ１２６−２の端部Ｙ２は、それぞれ、実施形態における構成と同様に、アンテナ
接続部１１２に接続されるアンテナ端子１２２Ａ−１、１２２Ａ−２である。一方、残り
のループアンテナ１２６−１の端部Ｙ１とループアンテナ１２６−２の端部Ｘ２とは電気
的に接続され、アンテナ端子１２２Ａ−３に接続されている。このアンテナ端子１２２Ａ
−３は、アンテナ接続部１１２の回路駆動に用いられる電源電圧の低電位側（または高電
位側）に接続される。これにより、アンテナ接続部１１２は、アンテナ部１２Ａに比べて
２倍の電圧振幅でアンテナ部１２Ｂを駆動することができる。なお、読取装置２０のアン
テナ部についてもこの構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１０Ａ，１０−１，１０−２，１０−３，１０−４…通信装置、１１…本体部、１
２，１２Ａ，１２Ｂ…アンテナ部、１１０…制御部、１１１…記憶部、１１２…アンテナ
接続部、１１３…測定部、１１４…時計部、１１５…電源部、１２０…磁性部材、１２１
…巻付部材、１２２−１，１２２−２，１２２Ａ−１，１２２Ａ−２，１２２Ａ−３…ア
ンテナ端子、１２３−１，１２３−２…コネクター、１２４−１，・・・，１２４−６…
接続端子、１２５−１，・・・，１２５−４…アンテナ線、１２６−１，１２６−２…ル
ープアンテナ、２０，２０Ａ，２０−１，２０−２…読取装置、２１…本体部、２２，２
２Ａ…アンテナ部、２１０…制御部、２１１…記憶部、２１２…アンテナ接続部、２１６
…表示部、２１７…操作部、２１８…インターフェイス、２２０…磁性部材、５０…ワイ
ヤー、５１…床版、５００，５００Ａ，５００Ｂ…構造物、１０００…サーバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導により無線通信を行う通信装置の通信距離を長くする技術に関する
。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋を用いた構造物にＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）技術を用いた無線
通信を行う通信装置が設置された場合、この情報を読取装置において読み取るときには用
いられる電磁波が鉄筋に吸収されることにより、通信距離が大幅に減少することがあった
。そこで、鉄筋自体を通信装置のアンテナとして利用することで、読取装置との通信を可
能とする技術が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術においては、鉄筋をアンテナと用いることを前提として鉄
筋の形状を設計し、この形状に基づいて構造物の形状を設計しなくてはならなかった。そ
のため、事前にこのような用途を想定していない構造物については、このような技術を用
いることはできなかった。
本発明に係る幾つかの態様は、構造物に設置された通信装置と他の位置に設置された装
置との間で電磁誘導による無線通信をするときの通信距離を、その構造物を利用して長く
することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明は、比透磁率が１より大きい磁性体の部材を有する
構造物に設置される通信装置であって、前記設置された位置の周囲における特定の物理量
を測定する測定手段と、前記部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気
的に結合するアンテナを有する他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前
記測定手段によって測定された物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段
とを具備することを特徴とする通信装置を提供する。この通信装置によれば、構造物に設
置された通信装置と他の位置に設置された装置との間で電磁誘導による無線通信をすると
きの通信距離を、その構造物を利用して長くすることができる。
【０００６】
別の好ましい態様において、前記アンテナは、前記部材を磁心とするように当該部材の
周囲を巻くように設けられるループアンテナであることを特徴とする。この通信装置によ
れば、構造体における磁性体の部材とアンテナとの磁気的結合の程度が向上し、より通信
距離を長くすることができる。
【０００７】
別の好ましい態様において、前記アンテナと電気的に接続されたコンデンサーを有し、
前記アンテナが前記部材に磁気的に結合した状態で、前記アンテナおよび前記コンデンサ
ーを有する共振回路の共振周波数が、前記無線通信に用いられる周波数に応じた値になる
ように、前記コンデンサーの容量を調整する調整手段をさらに具備することを特徴とする
。この通信装置によれば、設置された位置における環境が変わっても、通信距離が短くな
ることを抑制することができる。
【０００８】
別の好ましい態様において、前記アンテナは、前記部材より大きい比透磁率の磁心を有
するループアンテナであることを特徴とする。この通信装置によれば、構造体における磁
性体の部材を磁心としなくても、その部材とアンテナとの磁気的結合の程度が向上し、よ
り通信距離を長くすることができる。
【０００９】
また、本発明は、比透磁率が１より大きい磁性体の部材と、通信装置とを具備する構造
物であって、前記通信装置は、前記設置された位置の周囲環境に応じた物理量を測定する
測定手段と、前記部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気的に結合す
るアンテナを有する他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前記測定手段
によって測定された物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする構造物を提供する。この構造物によれば、この構造物に設置された通信
装置と他の位置に設置された装置との間で電磁誘導による無線通信をするときの通信距離
を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】通信装置および読取装置が設置された構造物の構成を示す図である。
【図２】通信装置と読取装置との通信の態様を説明する図である。
【図３】通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】アンテナ部の構成を説明する図である。
【図５】読取装置の構成を示すブロック図である。
【図６】変形例１に係る構造物における通信装置と読取装置の設置例を示す図である。
【図７】読取装置が複数設置されたときの通信の態様を説明する図である。
【図８】変形例３に係る通信装置と読取装置との通信の態様を説明する図である。
【図９】変形例３に係るアンテナ部の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施形態＞
[全体構成]
図１は、通信装置１０および読取装置２０が設置された構造物５００の構成を示す図で
ある。構造物５００は、ワイヤー５０を有する構造物であって、この例においては、つり
橋である。ワイヤー５０は、鋼、鉄、ステンレスなど、１より大きい比透磁率を有する磁
性体の部材である。比透磁率は、後述する通信距離を長くするために、１００以上、さら
には１０００以上であることが望ましい。通信装置１０および読取装置２０は、このワイ
ヤー５０に取り付けられることにより、構造物５００に設置されている。通信装置１０は
、いわゆるＲＦＩＤの技術を用いた無線タグであり、読取装置２０は、無線タグの情報を
読み出したり書き込んだりするリーダーライターである。なお、通信装置１０と読取装置
２０とは、電磁誘導を用いた無線通信をする装置であれば、どのような装置であってもよ
い。また、図１においては、通信装置１０は３台、読取装置２０が１台設置された例を示
しているが、それぞれこの台数に限られない。
【００１２】
通信装置１０は、利用者によってワイヤー５０に取り付けられて一旦設置された後は、
設置された位置から移動されないものとする。一方、読取装置２０は、通信装置１０と同
様に設置された後は移動されないものとしてもよいが、この例においては、後述するよう
にして、通信装置１０から情報を取得するときに、利用者によって設置されるものとする
。
通信装置１０と読取装置２０とは、電磁誘導を用いた無線通信により情報の送受信を行
う。送受信される情報の一例としては、通信装置１０により測定された物理量に応じた情
報などである。詳細については後述する。
【００１３】
図２は、通信装置１０と読取装置２０との通信の態様を説明する図である。通信装置１
０は、通信すべき情報に応じた信号の出力を実現するための構成を持つ本体部１１、およ
びその信号に応じた磁界を発生させるためのループアンテナを有するアンテナ部１２を有
する。通信装置１０は、ワイヤー５０に取り付けられると、図２に示すように、アンテナ
部１２が有するループアンテナの磁心がワイヤー５０となるように構成される。
読取装置２０は、通信すべき情報に応じた信号の出力を実現するための構成を持つ本体
部２１、およびその信号に応じた磁界を発生させるためのアンテナ部２２を有する。読取
装置２０は、ワイヤー５０に取り付けられると、通信装置１０と同様に、アンテナ部２２
が有するループアンテナの磁心がワイヤー５０となるように構成される。
【００１４】
この状態において、アンテナ部１２、２２の一方が他方に対して情報を送信するための
磁界を発生させると、その磁界に係る磁力線Ｍは、透磁率の高いワイヤー５０に引き寄せ
られる。すなわち、アンテナ部１２、２２はともに、ワイヤー５０と磁気的に結合する。
これにより、アンテナ部１２、２２がワイヤー５０と磁気的に結合しない場合と比べて、
アンテナ部１２、２２の間を効率的に磁界が伝達されることになり、通信装置１０と読取
装置２０との電磁誘導を用いた無線通信が可能な通信距離は長くなる。この無線通信の実
現には、例えば、周波数が１３１ｋＨｚ程度の長波（ＬＦ：Low Frequency）が使用され
る。
続いて、通信装置１０の構成について説明する。
【００１５】
[通信装置１０の構成]
図３は、通信装置１０の構成を示すブロック図である。通信装置１０は、上述したよう
に本体部１１およびアンテナ部１２を有する。本体部１１は、制御部１１０、記憶部１１
１、アンテナ接続部１１２、測定部１１３、時計部１１４および電源部１１５を有し、互
いにバスにより接続されている。
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理回路、ＲＯＭ（R
ead Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有し、ＣＰＵは、ＲＯＭに
記憶されたプログラムをＲＡＭにロードして実行する。これにより、制御部１１０は、バ
スを介して本体部１１の各部の制御を行う。また、ＲＯＭには、自装置を識別する識別情
報が記憶されている。
記憶部１１１は、不揮発性メモリなどの記憶手段であって、履歴情報を記憶する。履歴
情報については、後述する。
【００１６】
アンテナ接続部１１２は、アンテナ部１２と接続する接続端子を有する。また、アンテ
ナ接続部１１２は、さらにコンデンサーなどの回路を有し、接続されたアンテナ部１２と
で共振回路を構成する。このコンデンサーは、制御部１１０の制御によって、その容量が
調整されるように構成される。具体的には、コンデンサーは、制御部１１０の制御によっ
て、共振回路の共振周波数が無線通信の周波数（１３１ｋＨｚ）に近づくように、その容
量が調整される。すなわち、制御部１１０は、コンデンサーの容量を調整する調整手段と
しても機能する。制御部１１０によるコンデンサーの容量が調整されるタイミングは、例
えば、アンテナ部１２がアンテナ接続部１１２に接続されたとき、読取装置２０から無線
通信により調整指示があったときなどとすればよい。
アンテナ接続部１１２は、アンテナ部１２により受信した信号を制御部１１０に出力す
る受信手段として機能する一方、制御部１１０の制御によって生成される信号をアンテナ
部１２から送信させる送信手段としても機能する。受信する信号としては、読取装置２０
から送信される信号であって、例えば、履歴情報の送信を要求する信号である。また、送
信する信号としては、読取装置２０の要求に応じて送信する信号であって、例えば、履歴
情報を示す信号である。
【００１７】
測定部１１３は、加速度センサーを有し、通信装置１０が設置された位置における振動
などにより生じる加速度を測定する測定手段であって、測定結果に応じた測定情報を制御
部１１０へ出力する。なお、測定部１１３は、加速度の測定に限らず、通信装置１０が設
置された位置の周囲における特定の物理量を測定し、測定結果に応じた測定情報を出力す
るものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、温度、湿度を測定するもので
あってもよいし、ワイヤー５０と接触して、その部分における応力変化などを測定するも
のであってもよい。
時計部１１４は、時刻を示す時刻情報を生成する機能を有し、あらかじめ決められた間
隔で制御部１１０へ時刻情報を出力する。制御部１１０は、この時刻情報を用いて、日時
などの時刻または時間に応じた制御をする。
制御部１１０は、測定部１１３から出力される測定情報と時計部１１４から出力される
時刻情報とを対応付けて記憶部１１１に履歴情報として記憶させる。このように、履歴情
報は、加速度の時間変化を示す情報となるから、この情報を解析すれば、通信装置１０の
振動状態（周波数分布、振幅など）を特定することができる。なお、制御部１１０は、ア
ンテナ部１２が接続されたとき、読取装置２０から無線通信により測定指示があったとき
などをきっかけとして、測定部１１３における測定情報を取得するようにしてもよいし、
そのタイミングを履歴情報に係る時刻情報の基準時刻としてもよい。また、現在の時刻か
ら予め決められた時間以上前の時刻に対応する履歴情報は削除してもよい。
電源部１１５は、一次電池を有し、本体部１１の各部に電力を供給する。このように、
電源部１１５が電力を供給することにより、通信装置１０が通信をしていないときもその
電力により各部が動作し、履歴情報が蓄積される。
【００１８】
アンテナ部１２は、ワイヤー５０など柱状の部材の周囲を巻くように設けられるもので
あり、アンテナ部１２をワイヤー５０に巻く作業を作業者が容易に行うことができる構成
となっている。以下、図４を用いて具体的に説明する。
【００１９】
図４は、アンテナ部１２の構成を説明する図である。アンテナ部１２は、プラスチック
、不織布など、電気的な絶縁性が高く、また可撓性のある板状の巻付部材１２１、その両
端部分に設けられるコネクター１２３−１、１２３−２、コネクター１２３−１と接続さ
れたアンテナ端子１２２−１、およびコネクター１２３−２と接続されたアンテナ端子１
２２−２を有する。アンテナ端子１２２−１、１２２−２は、本体部１１のアンテナ接続
部１１２に接続される端子である。また、コネクター１２３−１は、接続端子１２４−１
、１２４−３、１２４−５を有し、コネクター１２３−２は、接続端子１２４−２、１２
４−４、１２４−６を有する。
【００２０】
また、アンテナ部１２は、ループアンテナを構成する導電性の金属部材であるアンテナ
線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４を有し、それぞれ、巻付部材１２１
の内部に設けられている。アンテナ線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４
は、巻付部材１２１の表面とは絶縁されている。また、コネクター１２３−１、１２３−
２が接続されていないときには、アンテナ線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２
５−４のそれぞれは互いに絶縁されている。
図４（ａ）に示すように、アンテナ線１２５−１は、その両端の一方がコネクター１２
３−１を介してアンテナ端子１２２−１に接続され、他方が接続端子１２４−２に接続さ
れている。アンテナ線１２５−２は、その両端の一方が接続端子１２４−１に、他方が接
続端子１２４−４に接続されている。また、アンテナ線１２５−３は、その両端の一方が
接続端子１２４−３に、他方が接続端子１２４−６に接続されている。
アンテナ線１２５−４は、その両端の一方がコネクター１２３−２を介してアンテナ端
子１２２−２に接続され、他方が接続端子１２４−５に接続されている
【００２１】
コネクター１２３−１とコネクター１２３−２とは、互いに着脱可能に構成されている
。そのため、図４（ｂ）に示すように、アンテナ部１２は、巻付部材１２１を曲げてコネ
クター１２３−１とコネクター１２３−２とを接続することにより互いの位置関係を固定
することができるようになっている。コネクター１２３−１とコネクター１２３−２とが
接続されているときには、コネクター１２３−１とコネクター１２３−２とは、接続端子
１２４−１および接続端子１２４−２を電気的に接続し、接続端子１２４−３および接続
端子１２４−４を電気的に接続し、接続端子１２４−５および接続端子１２４−６を電気
的に接続する。
アンテナ部１２は、このようにコネクター１２３−１とコネクター１２３−２とが接続
されると、アンテナ線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４がそれぞれ電気
的に接続され、アンテナ端子１２２−１、１２２−２を両端としたループアンテナを構成
する。また、ワイヤー５０に巻きつけたときに、ワイヤー５０と巻付部材１２１とが接触
しても、アンテナ線１２５−１、１２５−２、１２５−３、１２５−４とワイヤー５０と
は電気的に絶縁される。このように、アンテナ部１２は、ワイヤー５０に１回巻きをする
だけで、複数回巻きのループコイルを形成することができ、アンテナ線を複数回ワイヤー
５０に巻きつけるよりも容易に複数回巻きのループコイルを形成することができる。
なお、この例におけるアンテナ部１２の構成は一例であって、アンテナ部１２は、ワイ
ヤー５０に周囲が絶縁部材で覆われたアンテナ線を直接巻きつけるようにしてループアン
テナを構成したものであってもよい。
続いて、読取装置２０の構成について説明する。
【００２２】
[読取装置２０の構成]
図５は、読取装置２０の構成を示すブロック図である。読取装置２０は、上述したよう
に本体部２１およびアンテナ部２２を有する。本体部２１は、制御部２１０、記憶部２１
１、アンテナ接続部２１２、表示部２１６、操作部２１７およびインターフェイス２１８
を有し、互いにバスにより接続されている。
制御部２１０は、ＣＰＵなどの演算処理回路、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有し、ＣＰＵは、
ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭにロードして実行する。これにより、制御部２１
０は、バスを介して本体部２１の各部の制御を行う。また、ＲＯＭには、自装置を識別す
る識別情報が記憶されている。
記憶部２１１は、不揮発性メモリ、ハードディスクなどの記憶手段であって、通信装置
１０から読み取った履歴情報などを記憶する。
【００２３】
アンテナ接続部２１２は、通信装置１０におけるアンテナ接続部１１２と同様の機能を
有するため詳細の説明を省略するが、送受信する信号は次のとおりである。送信する信号
としては、通信装置１０に送信する信号であって、例えば、履歴情報の送信を要求する信
号である。また、受信する信号としては、通信装置１０から受信する信号であって、例え
ば、履歴情報を示す信号である。
アンテナ部２２の構成については、上述した通信装置１０におけるアンテナ部１２の構
成と同様に、図４に示すような構成であるため説明を省略する。
【００２４】
表示部２１６は、液晶ディスプレイなどの表示画面を有するデバイスであって、制御部
２１０により表示内容が制御される。
操作部２１７は、ボタン、キーボード、タッチパネルなどの操作子を有し、利用者が操
作子を操作すると、その操作内容を示すデータが制御部２１０に出力される。
インターフェイス２１８は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの端子を用いたり、
通信網に接続する通信機能を用いたりすることで、外部装置と情報のやり取りをするため
の接続機能を有する。
以上が各装置の構成についての説明である。
【００２５】
［動作］
次に、本実施形態における通信装置１０および読取装置２０を構造物５００に設置して
用いたときの動作についての具体例について説明する。
まず、利用者は、構造物５００が完成した後に、通信装置１０をワイヤー５０に取り付
け、また、アンテナ部１２をワイヤー５０に巻きつけて、ワイヤー５０がアンテナ部１２
のループアンテナの磁心となるように設置する。この例においては、図１に示すように、
床版５１から離れた位置の３箇所に設置したものとする。
通信装置１０がワイヤー５０に取り付けられ、アンテナ部１２がアンテナ接続部１１２
に接続されることにより、制御部１１０の制御によって、アンテナ接続部１１２における
コンデンサーの容量が調整される。通信装置１０が設置された位置よっては、その通信装
置１０を基準とした構造物５００のワイヤー５０の配置関係が変わることから、アンテナ
部１２におけるインダクタンス成分が異なるものとなり、同じコンデンサーの容量では共
振周波数が変化してしまう。このようなコンデンサーの容量を調整する処理を行うことに
より、変化した共振周波数を、無線通信に用いる周波数に近づけることができるため、設
置された位置における環境が変わっても、通信距離が短くなることを抑制することができ
る。
また、制御部１１０は、履歴情報の記憶を開始し、測定部１１３から出力される測定情
報と時計部１１４から出力される時刻情報とを対応付けて履歴情報として記憶部１１１に
記憶していく。
【００２６】
次に、利用者は、通信装置１０の記憶部１１１に記憶された履歴情報を取得するために
、読取装置２０のアンテナ部２２をワイヤー５０に巻きつける。このとき、読取装置２０
は、図１に示すように、利用者が床版５１に立った状態でも取り付けることができるよう
な床版５１に近い位置に設置される。
読取装置２０がワイヤー５０に取り付けられ、アンテナ部２２がアンテナ接続部２１２
に接続されることにより、または、操作部２１７の調整指示操作により、制御部２１０は
、アンテナ接続部２１２におけるコンデンサーの容量を調整する。
利用者が操作部２１７を操作して、通信装置１０から履歴情報を取得する指示をすると
、制御部２１０は、履歴情報の送信を要求する信号を、アンテナ接続部２１２に接続され
たアンテナ部２２を介して送信させる。このとき、送信する信号には通信装置１０を識別
する識別情報が含まれるようにして、通信対象となる通信装置１０を特定するようにして
もよい。また、履歴情報のうち特定の時刻範囲に対応する履歴情報だけを要求するものと
してもよい。
【００２７】
通信対象とされた通信装置１０は、履歴情報の送信を要求する信号を受信すると、制御
部１１０は、記憶部１１１に記憶されている履歴情報を要求内容に応じて読み出し、アン
テナ接続部１１２に接続されているアンテナ部１２を介して、読み出した履歴情報を示す
信号を送信させる。読取装置２０は、通信装置１０から送信された履歴情報を受信すると
、制御部２１０は、その履歴情報と、その履歴情報を送信した通信装置１０を識別する情
報とを対応付けて、記憶部２１１に記憶する。読取装置２０は、この履歴情報の受信を各
通信装置１０に対応して行うことにより、各通信装置１０から履歴情報を読み取る。この
とき、利用者は、読取装置２０の取り付け位置を変更しながら通信装置１０から履歴情報
を読み取ってもよい。
読取装置２０の制御部２１０は、受信した履歴情報に基づいて通信装置１０が設置され
た位置における振動状態を特定し、その振動状態から振動モードを解析し、過去に解析し
た振動モード、構造物５００の設計から予定される振動モードなど予め設定決められた振
動モードと比較する。そして、異なる振動モードが存在する場合には、構造物５００のワ
イヤー５０などに切断、亀裂などの異常が存在している可能性があることを示す表示を表
示部２１６の表示画面に行うなどして、異常を報知してもよい。以上が動作についての説
明である。
【００２８】
上述したように、通信装置１０が床版５１から離れた位置に設置され、読取装置２０が
床版５１に近い位置に設置されている場合、通信装置１０と読取装置２０との距離だけを
みると、通信可能な距離を越えるものとなる場合がある。一方、この実施形態のように、
それぞれのアンテナ部１２、２２がワイヤー５０と磁気的に結合することによって、ワイ
ヤー５０を介して効率的に磁界が伝達されることから、磁気的に結合していない場合に比
べて、通信装置１０と読取装置２０との間の通信距離を長くすることができる。
したがって、通信装置１０および読取装置２０は、通信装置１０が設置される位置と、
読取装置２０が設置される位置との距離における通信を可能とする構成にしなくてもよく
、その距離より短い距離における通信を可能とする構成にすることができるため、消費電
力の低減などを実現することができ、通信装置１０における電源部１１５の長寿命化が可
能である。また、電磁誘導方式においては、その方式の特徴から通信可能な距離には上限
が存在することになるが、その上限を超えた通信も可能である。さらに、通信装置１０が
設置された位置の近くに読取装置２０を移動させて無線通信をしなくてもよい。したがっ
て、つり橋などの構造物５００の高い位置に通信装置１０が設置されたとしても、読取装
置２０に履歴情報を読み出させるときに読取装置２０を設置する位置の制限が少なくなり
、利用者の作業性を向上させることもできる。
【００２９】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様
で実施可能である。
[変形例１]
上述した実施形態においては、構造物５００は、１より大きい比透磁率を有する磁性体
の部材であるワイヤー５０を有するつり橋を例として説明したが、このような部材であれ
ばワイヤー５０に限らず鉄筋、鉄骨などを用いたものであってもよい。
【００３０】
図６は、構造物の他の例を説明する図である。図６（ａ）は鉄骨５０Ａをラーメン構造
として用いた構造物５００Ａ、図６（ｂ）は鉄骨５０Ｂをトラス構造として用いた構造物
５００Ｂである場合において、通信装置１０、読取装置２０が設置される位置の例を示し
たものである。この例においては読取装置２０が複数設置されているが、実施形態のよう
に単数であってもよい。
【００３１】
また、アンテナ部１２、２２と磁気的に結合させる部材は、ワイヤー５０、鉄筋、鉄骨
などに限られず、水道管などの鉄管であってもよいし、電車に電力を供給するトロリー線
を支えるための吊架線であってもよい。すなわち、１より大きい比透磁率を有する磁性体
の部材を用いれば、どのような部材であってもよい。
【００３２】
[変形例２]
上述した実施形態においては、構造物５００に設置される読取装置２０は単数であった
が、複数設置されてもよい。読取装置２０が複数設置される場合については、以下の態様
で読取装置２０を動作させてもよい。
第１の態様として、複数の読取装置２０は、相互に通信して、通信装置１０との無線通
信を行う期間を決定する。そして、いずれかの読取装置２０が通信装置１０と無線通信を
行う期間においては、他の読取装置２０が通信装置１０と無線通信を行わないようにする
。すなわち、各読取装置２０が通信装置１０と通信する期間を時分割で制御するようにす
ればよい。このようにすると、同一の構造物５００において一の通信装置１０と通信可能
な読取装置２０が複数存在しても、各読取装置２０は、同じ周波数の搬送波を用いること
ができる。
また、読取装置２０は、他の読取装置２０に対して、すでに履歴情報を読み取った通信
装置１０を通知することで、通知を受けた他の読取装置２０が同一の通信装置１０から重
複して履歴情報を読み取ることを防止してもよい。
第２の態様については、図７を用いて説明する。
【００３３】
図７は、読取装置２０が複数設置されたときの通信の態様を説明する図である。変形例
１で説明した構造物５００Ｂにおいて、通信装置１０が４台（それぞれ通信装置１０−１
、１０−２、１０−３、１０−４という）、読取装置２０が２台（それぞれ読取装置２０
−１、２０−２という）が設置された場合を例として説明する。この例における読取装置
２０−２は、実施形態における読取装置２０とは異なり、履歴情報の要求は行わないが、
通信装置１０から送信された履歴情報については受信する構成である。
この例においては、読取装置２０から送信される信号の出力が、通信装置１０から送信
させる信号の出力よりも大きいものとする。このような状況は、通信装置１０の電源部１
１５が供給可能な電力量、アンテナ部１２のループアンテナの性能、アンテナ接続部１１
２の回路構成などについて、読取装置２０との違いによって発生する。そのため、例えば
、通信装置１０−４は、読取装置２０−１から送信される信号を受信することができるが
、読取装置２０−１は、通信装置１０−４から送信される信号を受信できない場合が生じ
る。
【００３４】
一方、読取装置２０−２においては、読取装置２０−１に比べて通信装置１０−４から
の距離が近い。したがって、読取装置２０−１からの要求に対する応答である履歴情報を
示す信号が通信装置１０−４から送信されると、読取装置２０−２においては、この信号
を受信することができる。この例においては、読取装置２０−２は、読取装置２０−１の
要求に応じた応答である履歴情報を示す信号については、その他、通信装置１０−２、１
０−３からも受信したものとする。
この結果、読取装置２０−１は、通信装置１０−１、１０−２、１０−３に対応する履
歴情報を記憶する。また、読取装置２０−２は、通信装置１０−２、１０−３、１０−４
に対応する履歴情報を記憶する。
【００３５】
利用者は、履歴情報の読み出しが終了した読取装置２０−１、２０−２を構造物５００
Ｂから取り外し、インターフェイス２１８を介してサーバー１０００に接続させる。そし
て、読取装置２０−１、２０−２は、それぞれに記憶されている履歴情報をサーバー１０
００に出力する。サーバー１０００は、通信装置１０−２、１０−３に対応する履歴情報
については重複するものであるから、重複する履歴情報のいずれか一方を削除して、各通
信装置１０からの履歴情報から振動モードの解析などを行う。
このようにして、構造物５００Ｂに設置された複数の通信装置１０に対応した履歴情報
を読み取るときに、履歴情報の送信を要求する読取装置２０と受信する読取装置２０とが
異なるようにしてもよい。そして、サーバー１０００などにおいて読み取った履歴情報を
統合して解析してもよい。
なお、第１の態様のように読取装置２０−１、２０−２間において互いに通信できる場
合には、読取装置２０−１は、読取装置２０−２を経由して通信装置１０−４に対応する
履歴情報を受信してもよい。
【００３６】
[変形例３]
上述した実施形態においては、アンテナ部１２、２２は、ワイヤー５０の周囲を巻くこ
とにより、ワイヤー５０を磁心とするように構成されていたが、ワイヤー５０を磁心とす
る構成に限られない。例えば、図８に示すような構成にすればよい。
【００３７】
図８は、通信装置１０Ａと読取装置２０Ａとの通信の態様を説明する図である。通信装
置１０Ａは、ワイヤー５０の比透磁率よりも大きい比透磁率を有する磁性部材１２０を磁
心とするアンテナ部１２Ａを有する。読取装置２０Ａは、ワイヤー５０の比透磁率よりも
大きい比透磁率を有する磁性部材２２０を磁心とするアンテナ部２２Ａを有する。磁性部
材１２０、２２０は、例えば、フェライトである。
このような通信装置１０Ａおよび読取装置２０Ａにおいては、信号の送受信のときに発
生する磁界については、その磁界に係る磁力線Ｍは、磁性部材１２０、２２０に引き寄せ
られるとともに、それ以外の部分においてはワイヤー５０に引き寄せられる。このように
してアンテナ部１２Ａ、２２Ａは、ワイヤー５０と磁気的に結合する。
信号を受信するときには、ワイヤー５０よりも比透磁率が大きい磁性部材１２０、２２
０が磁心として存在することにより、磁力線Ｍをワイヤー５０からアンテナ部１２Ａ、２
２Ａに引き寄せるため、受信感度を向上させることができる。
【００３８】
また、実施形態においては、アンテナ部１２、２２をワイヤー５０に巻きつける必要が
あったが、アンテナ部１２Ａ、２２Ａを用いれば、ワイヤー５０に巻きつける必要がなく
、ワイヤー５０の近くに設置すればよいため、設置作業が容易である。
なお、通信装置１０と読取装置２０Ａとの組み合わせ、通信装置１０Ａと読取装置２０
との組み合わせで使用してもよい。
【００３９】
このようなアンテナ部１２Ａ、２２Ａを用いると、アンテナ部１２、２２とは異なり、
予めループアンテナとして形成しておくことができるから、図９に示すような構成のアン
テナ部１２Ｂを用いるようにしてもよい。
【００４０】
図９は、アンテナ部１２Ｂの構成を説明する図である。アンテナ部１２Ｂは、磁性部材
１２０を磁心とし、同じ方向に巻かれているループアンテナ１２６−１、１２６−２を有
する。磁性部材１２０の一端側のループアンテナ１２６−１の端部Ｘ１と他端側のループ
アンテナ１２６−２の端部Ｙ２は、それぞれ、実施形態における構成と同様に、アンテナ
接続部１１２に接続されるアンテナ端子１２２Ａ−１、１２２Ａ−２である。一方、残り
のループアンテナ１２６−１の端部Ｙ１とループアンテナ１２６−２の端部Ｘ２とは電気
的に接続され、アンテナ端子１２２Ａ−３に接続されている。このアンテナ端子１２２Ａ
−３は、アンテナ接続部１１２の回路駆動に用いられる電源電圧の低電位側（または高電
位側）に接続される。これにより、アンテナ接続部１１２は、アンテナ部１２Ａに比べて
２倍の電圧振幅でアンテナ部１２Ｂを駆動することができる。なお、読取装置２０のアン
テナ部についてもこの構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１０Ａ，１０−１，１０−２，１０−３，１０−４…通信装置、１１…本体部、１
２，１２Ａ，１２Ｂ…アンテナ部、１１０…制御部、１１１…記憶部、１１２…アンテナ
接続部、１１３…測定部、１１４…時計部、１１５…電源部、１２０…磁性部材、１２１
…巻付部材、１２２−１，１２２−２，１２２Ａ−１，１２２Ａ−２，１２２Ａ−３…ア
ンテナ端子、１２３−１，１２３−２…コネクター、１２４−１，・・・，１２４−６…
接続端子、１２５−１，・・・，１２５−４…アンテナ線、１２６−１，１２６−２…ル
ープアンテナ、２０，２０Ａ，２０−１，２０−２…読取装置、２１…本体部、２２，２
２Ａ…アンテナ部、２１０…制御部、２１１…記憶部、２１２…アンテナ接続部、２１６
…表示部、２１７…操作部、２１８…インターフェイス、２２０…磁性部材、５０…ワイ
ヤー、５１…床版、５００，５００Ａ，５００Ｂ…構造物、１０００…サーバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比透磁率が１より大きい磁性体の部材を有する構造物に設置される通信装置であって、
前記設置された位置の周囲における特定の物理量を測定する測定手段と、
前記部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気的に結合するアンテナ
を有する他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前記測定手段によって測
定された物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段と
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記アンテナは、前記部材を磁心とするように当該部材の周囲を巻くように設けられる
ループアンテナである
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記アンテナと電気的に接続されたコンデンサーを有し、前記アンテナが前記部材に磁
気的に結合した状態で、前記アンテナおよび前記コンデンサーを有する共振回路の共振周
波数が、前記無線通信に用いられる周波数に応じた値になるように、前記コンデンサーの
容量を調整する調整手段をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記アンテナは、前記部材より大きい比透磁率の磁心を有するループアンテナである
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
比透磁率が１より大きい磁性体の部材と、通信装置とを具備する構造物であって、
前記通信装置は、
前記設置された位置の周囲環境に応じた物理量を測定する測定手段と、
前記部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気的に結合するアンテナ
を有する他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前記測定手段によって測
定された物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段と
を備える
ことを特徴とする構造物。
【請求項１】
比透磁率が１より大きい磁性体の部材を有する構造物に設置される通信装置であって、
前記設置された位置の周囲における特定の物理量を測定する測定手段と、
前記部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気的に結合するアンテナ
を有する他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前記測定手段によって測
定された物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段と
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記アンテナは、前記部材を磁心とするように当該部材の周囲を巻くように設けられる
ループアンテナである
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記アンテナと電気的に接続されたコンデンサーを有し、前記アンテナが前記部材に磁
気的に結合した状態で、前記アンテナおよび前記コンデンサーを有する共振回路の共振周
波数が、前記無線通信に用いられる周波数に応じた値になるように、前記コンデンサーの
容量を調整する調整手段をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記アンテナは、前記部材より大きい比透磁率の磁心を有するループアンテナである
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
比透磁率が１より大きい磁性体の部材と、通信装置とを具備する構造物であって、
前記通信装置は、
前記設置された位置の周囲環境に応じた物理量を測定する測定手段と、
前記部材に磁気的に結合するアンテナによって、当該部材と磁気的に結合するアンテナ
を有する他の装置との間で電磁誘導を用いた無線通信を実現し、前記測定手段によって測
定された物理量に応じた情報を、当該他の装置に送信する送信手段と
を備える
ことを特徴とする構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−６５３２４（Ｐ２０１１−６５３２４Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１４１５８（Ｐ２００９−２１４１５８）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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