JP2017220081A - Sensor device, sensor system and measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサ装置、センサシステムおよび測定方法に関する。 The present invention relates to a sensor device, a sensor system, and a measurement method.
構造物の振動などの物理量を検出して損傷、経年劣化等の構造性能を診断する構造ヘルスモニタリングシステム等の分野においては、物理量を検出する各センサ装置が計測データを無線で送信することで、計算機、または中継装置が複数のセンサ装置による計測データを収集している(例えば、特許文献1、2参照)。
In fields such as structural health monitoring systems that detect physical quantities such as vibrations of structures and diagnose structural performance such as damage and aging, each sensor device that detects physical quantities transmits measurement data wirelessly, A computer or a relay device collects measurement data from a plurality of sensor devices (see, for example,
特許文献1 国際公開第2013/099026号
特許文献2 国際公開第2015−087751号
しかしながら、従来のセンサ装置では、消費電力が著しく増加してしまうという問題がある。 However, the conventional sensor device has a problem that the power consumption is remarkably increased.
本発明の第1の態様においては、対象物の物理量を測定するセンサ部と、外部の装置と通信する通信部と、時刻を計時する計時部と、センサ部、および計時部を制御する制御部と、を備え、制御部は、時刻同期期間において、通信部を通信可能な電力状態として外部の装置から時刻情報を受信させて、当該時刻情報に基づいて計時部の時刻を合わせ、観測期間において、センサ部を測定可能な電力状態として対象物の物理量を測定させ、省電力期間において、通信部およびセンサ部を省電力状態とするセンサ装置と、当該センサ装置を備えるセンサシステムを提供する。 In the first aspect of the present invention, a sensor unit that measures a physical quantity of an object, a communication unit that communicates with an external device, a timer unit that measures time, a sensor unit, and a controller that controls the timer unit The control unit is configured to receive time information from an external device as a power state in which the communication unit can communicate in the time synchronization period, and adjust the time of the timing unit based on the time information, and in the observation period Provided are a sensor device that measures a physical quantity of an object in a power state in which the sensor unit can be measured and sets the communication unit and the sensor unit in a power saving state during a power saving period, and a sensor system including the sensor device.
本発明の第2の態様においては、センサ装置が対象物の物理量を測定する測定方法であって、センサ装置は、対象物の物理量を測定するセンサ部と、外部の装置と通信する通信部と、時刻を計時する計時部と、センサ部、および計時部を制御する制御部と、を備え、当該測定方法は、時刻同期期間において、通信部を通信可能な電力状態として外部の装置から時刻情報を受信させて、当該時刻情報に基づいて計時部の時刻を合わせる段階と、観測期間において、センサ部を測定可能な電力状態として対象物の物理量を測定させる段階と、省電力期間において、通信部およびセンサ部を省電力状態とする段階とを備える測定方法を提供する。 In the second aspect of the present invention, the sensor device measures a physical quantity of an object, and the sensor apparatus includes a sensor unit that measures the physical quantity of the object, and a communication unit that communicates with an external device. A time measuring unit that measures time, a sensor unit, and a control unit that controls the time measuring unit, and the measurement method uses time information from an external device as a power state in which the communication unit can communicate during a time synchronization period. And adjusting the time of the timing unit based on the time information, in the observation period, in the observation period, the physical quantity of the object is measured as a measurable power state, and in the power saving period, the communication unit And a step of putting the sensor unit in a power saving state.
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The summary of the invention does not enumerate all the features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
[1.センサシステムの概要]
図1は、本実施形態に係るセンサシステム1を示すブロック図である。センサシステム1は、複数の構造物101の構造性能を診断する、いわゆる構造ヘルスモニタリングシステムである。センサシステム1は、1または複数のセンサ装置2と、1または複数の収集装置3と、データ処理装置4と、診断サーバ5と、雨量計6と、風向風速計7と、温度計8とを備える。なお、この診断サーバ5は、データ処理装置4と一体化されてもよい。同様に、雨量計6、風向風速計7および温度計8は、センサ装置2と一体的に設けられてもよい。
[1. Overview of sensor system]
FIG. 1 is a block diagram showing a
[2.構造物]
複数の構造物101は、例えば、複数の材料や部材などから構成され、基礎などにより重量を支えられた構造で造作されたものであり、本実施の形態においては、一例として建物である。建物とは、それぞれ建物、すなわち、居住、オフィス、店舗、工場、倉庫などの目的で利用される、土地に定着した建造物であって、屋根および周壁を有するものである。この構造物101は、例えば、道路102に面して設けられている。
[2. Structure]
The plurality of
[3.センサ装置]
1または複数のセンサ装置2は、対象物としての構造物101の物理量、例えば、構造物が地震などで振動するときの加速度および構造物の傾き等を測定する。各センサ装置2は、複数の構造物101のそれぞれに対して少なくとも1つずつ、好ましくは複数設置されてよい。複数のセンサ装置2が1つの構造物101に対して設置される場合には、これらのセンサ装置2は、例えば低層階(例えば1階)、及び高層階(例えば最上階)に設けられ、好ましくは、さらに1以上の中層階および/または地盤や地下にも設けられる。
[3. Sensor device]
The one or
各センサ装置2は、例えば、メモリ20、計時部22、センサ部24、制御部25および通信部26を有しており、好ましくは、さらにクロック出力部21、温度センサ23および電源28を有している。
Each
クロック出力部21は、クロック信号を装置内の各部に出力するものであり、本実施形態においては、低周波クロック出力部211および高周波クロック出力部212を有している。低周波クロック出力部211は、常時駆動して第1クロックを出力する。高周波クロック出力部212は、第1クロックよりも周波数が高い第2クロックを出力するとともに、後述の省電力期間に停止する。例えば、第1クロックの周波数は数10kHzであり、第2クロックの周波数は数MHz〜数10MHzである。クロック出力部21は、第1クロックを計時部22に出力してよく、第2クロックをセンサ部24における後述のAD変換器241、制御部25および通信部26に出力してよい。
The
なお、第2クロックを出力する高周波クロック出力部212は、電圧によって発振周波数を制御可能な電圧制御発振器(VCO)と、電圧制御発振器に対して制御電圧を印加するDA変換器とを含んで構成されてもよい。DA変換器から電圧制御発振器に出力される制御電圧は、制御部25によって設定されてよい。
The high-frequency
計時部22は、時刻を計時する。例えば、計時部22は、時計機能を持った回路であり、内部に時刻情報を保持してよい。各センサ装置2の計時部22は、後述のように制御部25によって外部の基準時刻に対して同期されてよく、これにより時刻情報が互いに同期した状態に維持されてよい。また、計時部22は、クロック出力部21から出力される第1クロック(低周波のクロック)に基づいて時刻を計時してよい。クロックに基づいて時刻を計時するとは、クロックのタイミングでカウントアップを行いつつ計時することであってよい。計時部22は、現在の時刻を制御部25等に出力してよい。
The time measuring unit 22 measures time. For example, the timer unit 22 is a circuit having a clock function, and may hold time information therein. As will be described later, the time measuring unit 22 of each
メモリ20は、センサ装置2の各種機能を実現するためのプログラムおよびデータを記憶する。例えば、メモリ20は、センサ部24により測定された物理量データを記憶してよい。
The
センサ部24は、構造物101についての上述の物理量(例えば加速度)を測定する。センサ部24は、測定した物理量データを制御部25に供給してよい。センサ部24は、センサ回路240と、AD変換器241と、判定回路242とを有してよい。
The
センサ回路240は、構造物101の物理量のアナログ値をAD変換器241に出力する。例えば、センサ回路240は、構造物が地震などで振動するときの加速度、および、構造物の傾きを検出可能なセンサなどを含んでよい。一例として、このセンサは、一つのシリコン基板、ガラス基板、有機材料などの上に集積化されたMEMSデバイスであってよく、更に言えば、静電容量型のセンサであってもよい。
The
センサ回路240は、構造物101の物理量を観測するための観測期間内では電力が供給されて駆動し、観測期間外においては測定タイミングのみで電力が供給されて駆動してよい。測定タイミングとは、突発事象の発生の有無を監視する監視測定タイミングであり、例えば観測期間外に間欠的に設定されてよい。測定タイミングでは、制御部25等が省電力状態であってよい。センサ回路240は、クロック出力部21から出力される第1クロック(低周波のクロック)に基づいて動作してよい。
The
AD変換器241は、センサ回路240から出力された物理量のアナログ値をデジタル値に変換して制御部25に供給する。このAD変換器241は、観測期間中に電力が供給されて駆動してよい。また、AD変換器241は、クロック出力部21から出力される第2クロック(高周波のクロック)に基づいて動作してよい。AD変換器241の動作タイミングについては、詳細を後述する。
The
判定回路242は、突発事象(例えば、地震および台風などの災害、ならびに交通事故等)の発生の有無を監視する回路であり、測定タイミングに電力が供給されて駆動し、センサ回路240から出力された物理量のアナログ値が基準範囲内であるか否かを判定する。
The
ここで、物理量のアナログ値についての基準範囲は、物理量の種類、センサ回路240の測定精度などに応じて任意に設定されてよい。基準範囲は、直前に測定された物理量に対する変化割合を示す範囲であってもよい。
Here, the reference range for the analog value of the physical quantity may be arbitrarily set according to the type of the physical quantity, the measurement accuracy of the
判定回路242は、物理量のアナログ値が基準範囲外であると判定した場合に、制御部25におけるマイクロプロセッサ250に対して通電指示信号を出力して、制御部25を省電力状態から通常状態に遷移させてよい。また、判定回路242は、クロック出力部21から出力される第1クロック(低周波のクロック)に基づいて動作してよい。判定回路242の動作タイミングについては、詳細を後述する。
When the
ここで、センサ部24は、通常状態と、省電力状態とを遷移可能となっている。通常状態は、センサ回路240およびAD変換器241が電源ONとなっている状態である。さらに判定回路242が電源ONとなっていてもよい。通常状態のセンサ部24は、センサ回路240によって構造物101の物理量のアナログ値を測定し、AD変換器241によってアナログ値をデジタル値に変換して出力することが可能となっている。
Here, the
また、省電力状態は、センサ回路240および判定回路242が電源ONとなっている状態である。省電力状態のセンサ部24は、センサ回路240によって構造物の物理量のアナログ値を測定し、判定回路242によって当該アナログ値が基準範囲内にあるかを判定することが可能となっている。
The power saving state is a state in which the
温度センサ23は、クロック出力部21の補正値を算出するために温度を測定するセンサである。例えば、温度センサ23は、センサ装置2の内部の温度、好ましくはクロック出力部21の温度を測定してよい。温度センサは、測定結果を制御部25に出力してよい。
The
制御部25は、センサ部24および計時部22など、センサ装置2の各部を制御する。一例として、制御部25は、マイクロプロセッサ250を有してよい。制御部25は、マイクロプロセッサ250の代わりにマイクロコントローラを有してもよい。
The
制御部25は、クロック出力部21から出力される第2クロック(高周波のクロック)に基づいて動作してよい。より具体的には、制御部25のマイクロプロセッサ250は、第2クロック(高周波のクロック)に基づいて動作してよい。制御部25の動作については、詳細を後述する。
The
通信部26は、外部の装置と通信する。本実施形態における通信部26は、一例として、複数の収集装置3のうち対応する一の収集装置3と無線通信する。例えば、通信部26は、メモリ20内の物理量データを制御部25から受け取って、収集装置3に送信してよい。また、通信部26は、収集装置3から時刻情報を受信して、制御部25に供給してよい。通信部26は、クロック出力部21から出力される第2クロック(高周波のクロック)に基づいて動作してよい。
The
以上の通信部26は、任意の通信規格による無線通信によって収集装置3と通信してよく、好ましくは近距離無線通信によって通信する。近距離無線通信としては、2.5GHz帯を使用するBluetooth(登録商標)のクラス1(通信距離約100m)、クラス2(通信距離約10m)またはクラス3(通信距離約1m)、2.5GHz帯または5GHz帯を使用するWi−fi(通信距離数十〜数百m)、赤外波長帯を使用する赤外線通信(通信距離約1m未満)、または、27MHz帯、150MHz帯、400MHz帯、900MHz帯、920MHz帯、950MHz帯または50GHz帯を使用する簡易無線通信などを用いることができる。本実施の形態においては、通信部26は、920MHz帯の簡易無線通信により収集装置3と通信する。但し、通信部26は、有線通信により収集装置3と通信してもよい。
The
電源28は、環境エネルギーを用いて発電し、電力を蓄積すると共にセンサ装置2の各部に供給する。環境エネルギーとしては、例えば光、風力、および/または、構造物の常時振動などを用いることができる。例えば、電源28は、太陽光などの自然光および/または照明装置による照明光などの光を受けて発電するソーラーパネル280を有する。このソーラーパネル280は、センサ装置2の筐体に対して一体的に設けられてもよいし、別体的に設けられてもよい。筐体に対して向きを変更可能に設けられ、一日当たりの受光量が最も多くなる位置及び向きに設置されてもよい。一例として、ソーラーパネル280は、構造物101自体、または構造物101の外部に人工灯がある場合には、これに向けられてもよい。また、ソーラーパネル280は、構造物101の外面(例えば屋上面および外壁面)に設置されてもよいし、内面(例えば内壁面)に設置されてもよい。
The power source 28 generates electric power using environmental energy, accumulates electric power, and supplies it to each part of the
[4.収集装置]
1または複数の収集装置3は、センサ装置2から構造物101の物理量を収集する。各収集装置3は、少なくとも1つの構造物101を含む構造物群1000に対応付けてそれぞれ設けられてよい。例えば、複数の収集装置3は、1つのみの構造物101を含む構造物群1000に対応付けてそれぞれ設けられている、つまり、複数の構造物101のそれぞれに1対1に対応付けて設けられている。但し、複数の収集装置3は、道路102を挟んだ2つの構造物101を含む構造物群1000に対応付けてそれぞれ設けられてもよい。
[4. Collection device]
The one or
各収集装置3は、対応する構造物群1000に含まれる各構造物101から100m以内、好ましくは50m以内に設置されてよい。なお、通常の場合、構造物群1000同士の間の最小距離は、それぞれの構造物群1000に設置された各センサ装置2と、当該構造物群1000に対応する収集装置3との距離のうちの最大の距離よりも長くてよい。つまり、構造物群1000同士の間の最小距離は、それぞれの構造物群1000に設置された各センサ装置2が物理量のデータを無線送信する最大無線送信距離よりも長くてよい。これにより、離れた構造物群1000の間で収集装置3を共有した場合に、センサ装置2の無線通信距離が長くなってセンサ装置2の電力消費量が増えてしまうのを防ぐことができる。また、一の構造物群1000に設置されたセンサ装置2からの無線送信と、他の構造物群1000に設置されたセンサ装置2からの無線送信との輻輳を回避することも可能となる。
Each
各収集装置3は、対象となる構造物群1000に含まれる各構造物101に設置された各センサ装置2から無線送信される物理量データを無線によりそれぞれ収集するようになっており、メモリ30、クロック出力部31、計時部32、時刻受信部33、無線通信部34、制御部35およびデータ送信部36を有している。
Each
メモリ30は、収集装置3の各種機能を実現するためのプログラムおよびデータを記憶する。例えば、メモリ30は、複数のセンサ装置2から収集した物理量データを記憶する。
The
クロック出力部31は、クロック信号を装置内の各部に出力する。また、計時部32は、クロック信号に基づいて時刻を計時する。例えば、計時部32は、時計機能を持った回路であり、内部に時刻情報を保持してよい。また、計時部32は、現在の時刻を制御部35に出力してよい。なお、計時部32内の時刻情報は、後述のように制御部35によって外部の基準時刻に対して同期される。
The
時刻受信部33は、外部機器から時刻情報を受信して制御部35に供給する。一例として、時刻受信部33は、GPS(Global Positioning System)からGPS電波を受信することで、この電波に含まれる時刻情報を受信してよい。
The
無線通信部34は、複数のセンサ装置2の通信部26と無線通信する。例えば、無線通信部34は、複数のセンサ装置2から物理量データを収集して制御部35に供給する。また、無線通信部34は、計時部32内の時刻情報を複数のセンサ装置2に送信する。
The
制御部35は、一例としてマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサを有し、各部の制御を行う。例えば、制御部35は、計時部32を外部の基準時刻に対して同期させる。一例として、制御部35は、時刻受信部33にGPS電波を受信させ、この電波に含まれる時刻情報を時刻受信部33から受信して計時部32に供給することで、この時刻情報に計時部32内の時刻情報を合わせる。
The
また、制御部35は、収集装置3に対応する構造物群1000に含まれる各構造物101に設置された各センサ装置2を時刻同期させる。例えば、制御部35は、計時部32内の時刻情報を読み出して、無線通信部34を介して各センサ装置2に送信することにより、各センサ装置2の計時部22を計時部32に同期させる。なお、計時部22の同期については、詳細を後述する。
In addition, the
また、制御部35は、無線通信部34が受信した物理量データを、送信元のセンサ装置2を識別するための識別子に対応付けてメモリ30に記憶させる。そして、制御部35は、物理量データをメモリ30から読み出して識別子と共にデータ送信部36に供給する。
Further, the
データ送信部36は、制御部35から供給される物理量データを、収集装置3に接続されたデータ処理装置4へと有線または無線により送信する。
The
[5.データ処理装置および診断サーバ]
データ処理装置4は、複数の収集装置3に接続されている。このデータ処理装置4は、複数の収集装置3により収集された物理量のデータを、複数の収集装置3から受信して、構造物101の物理量データに対する種々の処理を行う。例えば、データ処理装置4は、受信した物理量データを構造物101ごと、かつ、センサ装置2ごとに振り分けて診断サーバ5に提供する。
[5. Data processing apparatus and diagnostic server]
The
診断サーバ5は、データ処理装置4からの物理量データを構造物101ごとに解析することで、構造物101の構造性能を診断する。例えば、診断サーバ5は、センサ装置2で測定された加速度データを定期的に解析して構造物101の共振周波数を算出し、その経年変化より構造物の構造性能を診断してよい。また、診断サーバ5は、加速度データを解析して複数のセンサ装置2のそれぞれが設けられた階層の変位を算出し、その経年変化より構造物の構造性能を診断してよい。より具体的には、診断サーバ5は、最大加速度、最大層間変形角(地震時での構造物の水平変位を階高で割った値の最大値。例えば加速度測定値の2回積分値)、固有振動数、および、モード(固有振動数で振動する時の振幅形状)等についての算出結果および/またはその変化から構造性能(剛性の低下)を診断するとよい。また、診断サーバ5は、診断結果を表示して保守業者にメンテナンスを促してもよいし、構造物101の利用者に危険を報知してもよい。なお、この診断サーバ5は、データ処理装置4と一体化されてもよい。
The
なお、データ処理装置4および診断サーバ5は、データ解析結果を履歴として管理してよいし、センサ部24の設定およびその履歴も管理してよい。更に、データ処理装置4および診断サーバ5は、これらのデータと共に、ネットワーク経由で接続された雨量計6、風向風速計7および温度計8の測定データも保持してよい。
The
[6.雨量計、風向風速計、温度計]
雨量計6は、構造物群1000が含まれる地域の降水量を計測するものである。また、風向風速計7は、構造物群1000が含まれる地域の風向きおよび風速を計測するものである。また、温度計8は、構造物群1000が含まれる地域の気温を計測するものである。これらの雨量計6、風向風速計7および温度計8は、計測を常時行ってもよいし、センサ装置2による観測期間に同期して行ってもよい。また、雨量計6、風向風速計7および温度計8は、測定データと、測定時の時刻情報とを対応付けて診断サーバ5に送信してよい。なお、雨量計6、風向風速計7および温度計8は、センサ装置2と一体的に設けられてもよい。
[6. Rain gauge, wind direction anemometer, thermometer]
The rain gauge 6 measures rainfall in an area including the
[7.センサ装置の動作モード]
図2は、本実施形態に係るセンサ装置2の動作モードを示すタイミングチャートである。
[7. Operation mode of sensor device]
FIG. 2 is a timing chart showing operation modes of the
この図に示すように、センサ装置2は、観測モード、同期モードおよび省電力モードで動作可能となっている。センサ装置2は、さらに伝送モードでも動作可能であってよい。
As shown in this figure, the
ここで、観測モードとは、構造物101の物理量を測定するモードである。観測モードでは、少なくともセンサ部24、クロック出力部21、計時部22、制御部25およびメモリ20が通常状態で動作可能であってよい。
Here, the observation mode is a mode for measuring a physical quantity of the
観測モードは、予め設定された観測期間内に継続してよい。観測期間は、1時間ごとに3分など、予め定められた時間間隔の間欠的な期間であってよい。 The observation mode may be continued within a preset observation period. The observation period may be an intermittent period of a predetermined time interval, such as 3 minutes every hour.
伝送モードとは、測定した物理量を外部の装置(例えば収集装置3)に対して送信するモードである。伝送モードでは、少なくとも制御部25、クロック出力部21、計時部22、メモリ20および通信部26が通常状態で動作可能であってよい。
The transmission mode is a mode in which the measured physical quantity is transmitted to an external device (for example, the collection device 3). In the transmission mode, at least the
伝送モードは、予め設定された伝送期間内に継続してよい。伝送期間は、センサ装置2が測定した物理量データを収集装置3に送信する期間であり、例えば観測期間の後の期間であってよい。一例として、伝送期間は各観測期間の後に設定されてもよいし、複数の観測期間の後に設定されてもよい。
The transmission mode may continue within a preset transmission period. The transmission period is a period in which the physical quantity data measured by the
同期モードとは、外部の装置(例えば収集装置3)から時刻情報を受信して計時部22の同期を行うモードである。同期モードでは、少なくとも制御部25、クロック出力部21、計時部22、温度センサ23および通信部26が通常状態で動作可能であってよい。
The synchronization mode is a mode in which time information is received from an external device (for example, the collection device 3) and the timer unit 22 is synchronized. In the synchronous mode, at least the
同期モードは、予め設定された時刻同期期間内に継続してよい。時刻同期期間は、予め定められた時間間隔毎の期間であってよく、好ましくは観測期間とは重複しない期間であり、より好ましくは観測期間の直前の期間である。これにより、複数の時刻同期期間のそれぞれに続く複数の観測期間のそれぞれにおいて、複数のセンサ部24により構造物101の物理量が測定されるため、構造物101の各部の挙動が正確に測定される。従って、構造物101の耐震性、経年劣化などについての診断サーバ5による診断の信頼性を向上させることができる。例えば、測定データのサンプリング周波数が200Hzの場合には、センサ装置2の間での時刻同期の誤差は、±1ms以内であることが好ましい。
The synchronization mode may be continued within a preset time synchronization period. The time synchronization period may be a period for each predetermined time interval, preferably a period that does not overlap with the observation period, and more preferably a period immediately before the observation period. Thereby, in each of the plurality of observation periods following each of the plurality of time synchronization periods, the physical quantity of the
省電力モードとは、電力消費を抑えつつ突発事象(例えば、地震および台風などの災害、ならびに交通事故等)の発生の有無を監視するモードであってよい。 The power saving mode may be a mode for monitoring the occurrence of sudden events (for example, disasters such as earthquakes and typhoons, and traffic accidents) while suppressing power consumption.
省電力モードでは、クロック出力部21における高周波クロック出力部212、メモリ20、および通信部26が省電力状態(例えば電源OFF状態)であってよい。消費電力の大きい高周波クロック出力部212を省電力モードにおいて省電力状態にすることで、消費電力を抑えることができる。
In the power saving mode, the high frequency
また、省電力モードでは、AD変換器241が電源OFF状態であることでセンサ部24が省電力状態であってよく、マイクロプロセッサ250が電源OFF状態であることで制御部25が省電力状態であってよい。
In the power saving mode, the
一方、突発事象の発生の有無を監視するべく、センサ部24におけるセンサ回路240および判定回路242、クロック出力部21における低周波クロック出力部211、計時部22、制御部25は、省電力モードにおいても動作可能な電力状態であってよい。一例として、制御部25は電力消費の少ない省電力状態であってよい。例えば、制御部25は、動作周波数を低下させた状態、および/または、キャッシュメモリ等の内部の記憶デバイスをフラッシュ後に停止した状態であってよい。判定回路242およびセンサ回路240は、測定タイミングに間欠的に駆動され、センサ回路240から出力される物理量のアナログ値が基準範囲内であるか否かを判定してよい。なお、省電力モードで突発事象の発生が検出された場合には、センサ装置2は観測モードに遷移してよい。
On the other hand, the
省電力モードは、予め設定された省電力期間内に継続してよい。省電力期間は、上述の観測期間、伝送期間および時刻同期期間とは異なる期間であってよい。 The power saving mode may be continued within a preset power saving period. The power saving period may be a period different from the above-described observation period, transmission period, and time synchronization period.
[8.センサシステムの動作]
続いて、センサシステム1の動作について説明する。図3は、センサシステム1の動作を示すフローチャートである。なお、以下の処理においては、観測期間の開始前にセンサ装置2が停止状態であることとして説明する。
[8. Operation of sensor system]
Next, the operation of the
まず、S100において、センサ装置2の制御部25は、計時部22から出力される時刻情報を参照し、観測期間が開始するか否かを判定する。一例として、省電力状態の制御部25におけるマイクロプロセッサ250は、計時部22により示される時刻が正時、つまり毎時の0分0秒である場合に観測期間が開始すると判定する。
First, in S100, the
S100で観測期間が開始すると判定した場合(S100;Yes)には、制御部25は、観測期間において、センサ部24を測定可能な電力状態としてセンサ装置2を省電力モードから観測モードに遷移させる(S101)。例えば、制御部25のマイクロプロセッサ250が制御部25を省電力状態から通常状態へ遷移させるとともに、通常状態とされた制御部25がAD変換器241および通信部26を省電力状態(例えば電源OFF状態)から通常状態(例えば電源ON状態)に遷移させてよい。また、制御部25は、メモリ20および高周波クロック出力部212を通常状態にしてよい。
If it is determined that the observation period starts in S100 (S100; Yes), the
次に、制御部25は、センサ部24に構造物101の物理量を測定させる(S102)。例えば、センサ部24のセンサ回路240が物理量のアナログ値を測定し、AD変換器241がアナログ値をデジタル値に変換して制御部25に供給する。センサ部24による測定データのサンプリング周波数は、例えば200Hzであってよい。センサ部24による物理量の測定は観測期間だけ継続してよく、例えば3分間継続してよい。
Next, the
このように間欠的な観測期間に物理量の測定を行うことにより、電源28の消費電力が低減される。なお、センサ部24は、アナログの物理量データに対する変調、復調およびゼロ点調整などを行ってから、物理量データを制御部25に供給してもよい。
Thus, by measuring the physical quantity during the intermittent observation period, the power consumption of the power supply 28 is reduced. The
次に、制御部25が物理量データをメモリ20に記録する(S104)。例えば、制御部25は、センサ部24から受信した物理量データを計時部22から受信した時刻情報と対応付けてメモリ20に記憶させてよい。このS104は、上述のS102と並行して行われてよい。以上のS102、S104の処理により、間欠的な各観測期間において測定される物理量がメモリ20に記録される。
Next, the
次に、制御部25は、電源28の蓄電量が基準量以上であるか否かを判定する(S105)。蓄電量についての基準量は、例えば、メモリ20内の物理量データを通信部26が送信するのに必要な蓄電量と、計時部22を同期するのに必要な蓄電量と、センサ部24が物理量データを測定するのに必要な蓄電量などの少なくとも1つに基づいて設定されてよい。一例として、この蓄電量は、センサ装置2がS100〜S105の処理と、後述のS106〜S113、S204の処理とを1日繰り返して実行する場合に必要な蓄電量であってよい。
Next, the
蓄電量が基準量未満である場合(S105;No)には、制御部25は、後述のS106、S108による物理量データの送信を行わずに、後述のS109に処理を移行する。蓄電量が基準量以上である場合(S105;Yes)には、センサ装置2は、伝送期間において、通信部26を通信可能な電力状態として、収集装置3との間で通信を確立する(S106、S120)。
When the charged amount is less than the reference amount (S105; No), the
例えば、センサ装置2の制御部25は、センサ装置2を伝送モードに遷移させてよく、一例として、通信部26を省電力状態から通常状態に遷移させてよい。また、制御部25は、センサ部24を省電力状態に遷移させてよい。伝送モードへの遷移後に、制御部25は、計時部22から出力される時刻情報を参照し、当該センサ装置2に対して収集装置3から予め割り当てられたタイミングで通信部26と、収集装置3との間で通信を確立してよい。
For example, the
次に、制御部25が、伝送期間において、通信部26から収集装置3に対して構造物101の物理量を送信させる(S108)。例えば、制御部25が、物理量データおよび時刻情報の組み合わせをメモリ20から読み出し、当該センサ装置2の識別子とともに通信部26に供給する。そして、通信部26が、供給された物理量データなどを収集装置3に送信する。
Next, the
以上のS105〜S108により、電源28の蓄電量が基準量未満である場合(S105;No)には物理量データの送信が行われず、蓄電量が基準量以上である場合(S105;Yes)に物理量データの送信が行われる。これにより、センサ部24が夜間に測定した物理量の少なくとも一部は、ソーラーパネル280による発電の蓄電量が基準量以上となってから通信部26によって送信される。よって、夜間の通信で電源28を過度に消費して物理量が測定できなくなってしまうのを防止することができる。なお、夜間とは、日没から日の出までの間であってもよいし、ソーラーパネル280による発電量が基準発電量以下になる時間帯であってもよい。
As a result of S105 to S108 described above, when the storage amount of the power supply 28 is less than the reference amount (S105; No), the physical amount data is not transmitted, and when the storage amount is equal to or more than the reference amount (S105; Yes), the physical amount Data transmission is performed. As a result, at least a part of the physical quantity measured at night by the
ここで、以上のS106、108の処理が行われる伝送期間は、センサ装置2ごとに異なっていてよい。例えば、1つの収集装置3に対応付けられた構造物群1000に設置された複数のセンサ装置2には、観測期間から予め設定されたインターバルの後のタイミングが各伝送期間の開始タイミングとして予め割り当てられてよい。インターバルは、センサ装置の識別情報に基づいて設定されてよい。
Here, the transmission period during which the processes of S106 and S108 described above are performed may be different for each
例えば、1つの収集装置3に識別子(1)〜(3)の3つのセンサ装置2が対応する場合には、識別子(1)のセンサ装置2に対し、観測期間から1分(=識別子の番号(1)×1分)のインターバル後のタイミングが伝送期間の開始タイミングとして割り当てられてよい。また、識別子(2)のセンサ装置2に対し、観測期間から2分(=識別子の番号(2)×1分)のインターバル後のタイミングが伝送期間の開始タイミングとして割り当てられてよい。また、識別子(3)のセンサ装置2に対し、観測期間から3分(=識別子の番号(3)×1分)のインターバル後のタイミングが、伝送期間の開始タイミングとして割り当てられてよい。なお、インターバルの長さは1分に限定されるものではなく、各センサ装置2から収集装置3へのデータ送信時間よりも長く設定される。
For example, when three
これにより、複数のセンサ装置2のそれぞれは、測定した物理量のデータを、観測期間から当該センサ装置2に対して予め設定されたインターバルの後の各伝送期間において、収集装置3に送信する。そのため、各センサ装置2による競合が回避される。収集装置3による物理量データの受信以降の処理については、説明を後述する。
Accordingly, each of the plurality of
次に、制御部25は、現時点が省電力期間であると判定し、通信部26およびセンサ部24を省電力状態としてセンサ装置2を省電力モードに遷移させた後(S109)、上述のS100に処理を移行する。さらに、制御部25は、メモリ20および高周波クロック出力部212、制御部25自身を省電力状態に遷移させてもよい。
Next, after determining that the current time is the power saving period, the
一方、S100において観測期間が開始しないと判定された場合(S100;No)、つまり現時点が省電力期間である場合には、突発事象(例えば、地震および台風などの災害、ならびに交通事故等)の発生の有無を監視すべく、測定タイミングにおいてセンサ部24のセンサ回路240が物理量の測定を行う(S110)。例えば、制御部25のマイクロプロセッサ250が測定タイミングでセンサ回路240および判定回路242を電源ON状態にして駆動してよい。センサ回路240は、一の継続時間(例えば10ms)内に継続して物理量を測定してもよいし、瞬間的に物理量を1回測定してもよい。
On the other hand, if it is determined in S100 that the observation period does not start (S100; No), that is, if the current time is a power saving period, an unexpected event (for example, a disaster such as an earthquake or a typhoon, or a traffic accident) In order to monitor the occurrence of occurrence, the
次に、センサ部24の判定回路242は、突発事象が発生したか否かを判定する(S112)。例えば、判定回路242は、S110で測定した物理量のアナログ値が基準範囲外である場合に突発事象の発生を示すと判断してよい。
Next, the
このS112において突発事象が発生しないと判定された場合(S112;No)には、センサ装置2は上述のS100に処理を戻す。これにより、観測期間が開始しない限り(S100;No)、S110の処理が繰り返し行われることになる。この場合には、S110の処理は基準間隔ごと(例えば200msごと)に間欠的に行われてよい。
When it is determined in S112 that no sudden event occurs (S112; No), the
また、S112において突発事象が発生したと判定された場合(S112;Yes)には、センサ装置2は観測モードに遷移する(S113)。例えば、判定回路242は、制御部25に対して通電指示信号を出力して、制御部25を省電力状態から通常状態に遷移させ、通常状態の制御部25が上述のS101と同様にセンサ装置2を観測モードに遷移させてよい。そして、S113の処理が終了したら、センサ装置2は、上述のS102に処理を移行する。
When it is determined in S112 that a sudden event has occurred (S112; Yes), the
このように、間欠的な観測期間の間においても、間欠的な複数の測定タイミングでS110により物理量の測定が行われる。そして、複数の測定タイミングのうちの一の測定タイミングにおいて基準範囲外の物理量が測定されると、これに応じて、上述のS102によって追加の観測期間が開始される。なお、センサ装置2は、上述のS100の処理で観測期間が開始していないと判定された場合(S100;No)にS110,S112の処理を行わずにS100の処理を繰り返してもよい。
Thus, even during the intermittent observation period, the physical quantity is measured by S110 at a plurality of intermittent measurement timings. When a physical quantity outside the reference range is measured at one of the plurality of measurement timings, an additional observation period is started in accordance with S102 described above. In addition, the
ここで、上述のS108の処理により伝送期間において各センサ装置2から物理量データが送信されると、収集装置3はこれらの物理量データをそれぞれ受信して収集する(S122)。例えば、収集装置3の制御部35は、無線通信部34が受信した物理量データをメモリ30に記憶させてよい。また、センサ装置2から物理量データ、時刻情報およびセンサ装置2の識別子が対応付けて送信される場合には、制御部35は、これらの組み合わせをメモリ30に記憶させて良い。
Here, when physical quantity data is transmitted from each
次に、収集装置3は、複数のセンサ装置2から収集された物理量データをデータ処理装置4に送信する(S124)。例えば、収集装置3の制御部35は、物理量、時刻情報およびセンサ装置2の識別子の組み合わせをメモリ30から読みだして、データ送信部36に供給する。そして、データ送信部36は、供給された物理量データなどをデータ処理装置4に送信する。
Next, the
次に、データ処理装置4は、複数の収集装置3からの物理量データを受信する(S130)。例えば、データ処理装置4は、収集装置3から受信した物理量データを内部の記憶装置に記憶させてよい。また、収集装置3から物理量データ、時刻情報およびセンサ装置2の識別子が対応付けて送信される場合には、データ処理装置4は、これらの組み合わせを記憶させて良い。
Next, the
そして、データ処理装置4は、受信した物理量データに対するデータ処理を行う(S132)。例えば、データ処理装置4は、受信した物理量データを構造物101ごと、かつ、センサ装置2ごとに振り分けて診断サーバ5に提供する。但し、データ処理装置4は、物理量データをセンサ装置2ごとに解析することで、構造物101の構造性能を診断してもよい。
Then, the
以上のセンサシステム1によれば、制御部25が省電力期間において通信部26およびセンサ部24を省電力状態とするので、常に通常状態である場合と比較して、消費電力が著しく増加してしまうのを防止することができる。また、通信部26を観測期間の後の伝送期間で通信可能な電力状態とするので、観測期間での消費電力を抑えることができる。
According to the
[8−1.センサ装置の同期動作]
本実施形態に係るセンサシステム1においては、センサ装置2は定期的に同期されるのに加え、電力喪失から復帰する場合にも同期される。
図4は、本実施形態に係るセンサ装置2の定期的な同期動作を示すフローチャートである。
[8-1. Synchronous operation of sensor device]
In the
FIG. 4 is a flowchart showing a periodic synchronization operation of the
この図に示すように、複数のセンサ装置2の各計時部22を同期させるために、まず、収集装置3の制御部35は、計時部32を参照し、センサ装置2の時刻同期期間が開始するか否かを判定する(S200)。このステップS200で時刻同期期間が開始しないと判定した場合(S200;No)には、制御部35は、S200の処理に戻る。
As shown in this figure, in order to synchronize each timer unit 22 of the plurality of
ステップS200で時刻同期期間が開始すると判定した場合(S200;Yes)には、制御部35は、時刻同期期間において、計時部32が保持する時刻情報を読み出し、無線通信部34から複数のセンサ装置2に送信させる(S202)。例えば、無線通信部34は、複数のセンサ装置2に対して一律に時刻情報を送信してもよいし、各センサ装置2と通信を確立して個別に時刻情報を送信してもよい。また、時刻同期期間が開始すると判定された場合には、制御部35は、時刻受信部33にGPS電波を受信させ、これに含まれる時刻情報に計時部32の時刻を合わせた後に、計時部32の時刻情報をセンサ装置2に送信させてもよい。
If it is determined in step S200 that the time synchronization period starts (S200; Yes), the
次に、センサ装置2の制御部25は、時刻同期期間において、センサ装置2を同期モードに遷移させてクロック出力部21、計時部22および通信部26を通常状態とし、通信部26により受信した時刻情報に計時部22を同期させる(S204)。例えば、制御部25は、通信部26を通信可能な電力状態として収集装置3から時刻情報を受信させ、当該時刻情報に基づいて計時部22の時刻を合わせてよい。一例として、制御部25は、収集装置3から受信した時刻情報を現時点の時刻情報として計時部22内の時刻情報を更新してよい。また、制御部25は、収集装置3で時刻情報が読み取られてからセンサ装置2で時刻情報が更新されるまでに要するタイムラグを予め算出しておき、収集装置3から受信した時刻情報に当該タイムラグを加算した時刻の時刻情報を、現時点の時刻情報として計時部22内の時刻情報を更新してよい。
Next, in the time synchronization period, the
図5は、本実施形態に係るセンサ装置2が電力喪失から復帰する場合の同期動作を示すフローチャートである。この図に示すように、センサ装置2の電源28が電力を失った後に蓄電により復帰する場合には、制御部25は、通信部26から収集装置3に対して復帰したこと要求させる(S201)。このとき、制御部25は、通信部26を、外部の装置からの時刻情報を受信可能な状態にしてよい。これにより、追加の時刻同期間が開始され、センサシステム1は上述のS202、S204の処理を行う。その結果、通信部26が時刻情報を受け取ったことに応じて、当該時刻情報に基づいて計時部22の時刻が合わされる。
FIG. 5 is a flowchart showing a synchronization operation when the
ここで、時刻同期期間において、制御部25は、高周波クロック出力部212から出力される第2クロックの補正値を設定してよい。例えば、制御部25は、時刻同期期間に温度センサを省電力状態から通常状態とし、温度センサ23の出力に基づいて、第2クロックの補正値を設定してよい。一例として、メモリ20には、予め測定された高周波クロック出力部212の出力周波数の誤差値と、高周波クロック出力部212の温度との関係がルックアップテーブルまたは関数式として記憶されてよく、制御部25は、この関係から現在の温度に対応する誤差値を導出し、当該誤差値を補正値として、高周波クロック出力部212のクロックタイミングを補正してよい。また、高周波クロック出力部212が電圧制御発振器(VCO)と、制御電圧を出力するDA変換器とを含んで構成される場合には、メモリ20には、各温度での制御電圧の補正値が記憶されてよく、制御部25は、当該補正値をVCO変換器に対して設定してよい。
Here, in the time synchronization period, the
これにより、高周波クロック出力部212の周波数変動は±5.56ppm(=1ms/180s)以内とされることが好ましい。この場合には、3分間の観測期間に生じる誤差が1ms(測定データのサンプリング周波数が200Hzの場合での時刻誤差の許容値)以下となる。なお、制御部25は、同様にして、低周波クロック出力部211から出力される第1クロックの補正値をさらに設定してもよい。
As a result, the frequency fluctuation of the high-frequency
[9.センサシステムの設置例]
[9−1.センサシステムの設置例の変形例(1)]
図6は、変形例(1)におけるセンサシステム1の設置例を示す図である。
[9. Example of sensor system installation]
[9-1. Modification (1) of installation example of sensor system]
FIG. 6 is a diagram illustrating an installation example of the
この図に示すように、本変形例(1)におけるセンサシステム1のセンサ装置2は、複数の構造物101のうちの第1構造物105と、第1構造物105に対して道路102の向かい側にある第2構造物106とにそれぞれ設置されている。
As shown in this figure, the
ここで、第1構造物105および第2構造物106は、道路付帯構造物である。道路付帯構造物とは、道路102の表面、上部、側部に設けられる構造物であり、例えば信号、案内表示板、照明設備、ガードレールなどである。本変形例(1)において、第1構造物105および第2構造物106は、道路102の照明設備となっている。
Here, the
センサ装置2は、第1構造物105および第2構造物106の土台部分と、支柱上部と、照明部の近傍とに設置されている。なお、支柱上部および照明部近傍に設置されたセンサ装置2のソーラーパネル280は、センサ装置2の筐体に対して向きを変更可能に設けられており、一日当たりの受光量が最も多くなるよう、太陽光の他、照明部からの照明光を受光可能な向きに向けられている。
The
また、複数の収集装置3のうちの一の収集装置3は、これらの第1構造物105および第2構造物106を含む構造物群1000に対応して設けられ、第1構造物105および第2構造物106のセンサ装置2と通信可能となっている。
One of the plurality of collecting
[9−2.センサシステムの設置例の変形例(2)]
図7は、変形例(2)におけるセンサシステム1の設置例を示す図である。
[9-2. Modification of installation example of sensor system (2)]
FIG. 7 is a diagram illustrating an installation example of the
この図に示すように、本変形例(2)におけるセンサシステム1のセンサ装置2は、道路102の一方向への車線に設けられた第1構造物107と、反対車線における第1構造物107の対応位置に設けられた第2構造物108とにそれぞれ設置されている。例えば、本変形例において第1構造物107および第2構造物108は、道路付帯構造物であり、一例として、道路の案内表示板である。
As shown in this figure, the
また、複数の収集装置3のうちの一の収集装置3は、これらの第1構造物107および第2構造物108に対応して設けられ、第1構造物107および第2構造物108のセンサ装置2と通信可能となっている。
One of the plurality of collecting
なお、上記の実施形態および変形例(1)、(2)では、構造物101、105〜108を建物または道路付帯構造物として説明したが、他の構造物であってもよい。他の構造物は、一例として、空港の管制塔、飛行場灯台、高速道路、駅、鉄道のレール、鉄道信号、港湾のクレーン、プラント(石油化学、製鉄)、鋼橋、ダム、堤防、盛土、法面、土手などであってよい。
In addition, in said embodiment and modification (1), (2), although the
また、センサシステム1が構造ヘルスモニタリングシステムであり、センサ装置2が構造物101に設置されて構造物101の物理量を測定することとして説明したが、センサシステム1は構造ヘルスモニタリングシステムにより構造性能を診断するものではなく単に加速度を計測するものであってもよい。また、他のモニタリングシステムであり、センサ装置2が構造物101とは異なる他の対象物の物理量を測定することとしてもよい。
In addition, the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
1 センサシステム、2 センサ装置、3 収集装置、4 データ処理装置、5 診断サーバ、6 雨量計、7 風向風速計、8 温度計、20 メモリ、21 クロック出力部、22 計時部、23 温度センサ、24 センサ部、25 制御部、26 通信部、28 電源、30 メモリ、31 クロック出力部、32 計時部、33 時刻受信部、34 無線通信部、35 制御部、36 データ送信部、101 構造物、102 道路、105 構造物、106 構造物、107 構造物、108 構造物、211 低周波クロック出力部、212 高周波クロック出力部、240 センサ回路、241 AD変換器、242 判定回路、250 マイクロプロセッサ、280 ソーラーパネル、1000 構造物群
DESCRIPTION OF
Claims (19)
外部の装置と通信する通信部と、
時刻を計時する計時部と、
前記センサ部、および前記計時部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
時刻同期期間において、前記通信部を通信可能な電力状態として外部の装置から時刻情報を受信させて、当該時刻情報に基づいて前記計時部の時刻を合わせ、
観測期間において、前記センサ部を測定可能な電力状態として前記対象物の物理量を測定させ、
省電力期間において、前記通信部および前記センサ部を省電力状態とする
センサ装置。 A sensor unit for measuring a physical quantity of an object;
A communication unit that communicates with an external device;
A timekeeping section that keeps time,
A control unit for controlling the sensor unit and the timing unit;
With
The controller is
In the time synchronization period, time information is received from an external device as a power state in which the communication unit can communicate, and the time of the timekeeping unit is adjusted based on the time information,
In the observation period, let the sensor unit measure the physical quantity of the object as a measurable power state,
A sensor device that places the communication unit and the sensor unit in a power saving state during a power saving period.
予め定められた時間間隔毎の複数の前記時刻同期期間のそれぞれにおいて、前記計時部の時刻を合わせ、
前記複数の時刻同期期間のそれぞれに続く複数の前記観測期間のそれぞれにおいて、前記センサ部により前記対象物の物理量を測定させる
請求項1から4のいずれか一項に記載のセンサ装置。 The controller is
In each of a plurality of the time synchronization periods for each predetermined time interval, the time of the time measuring unit is adjusted,
5. The sensor device according to claim 1, wherein a physical quantity of the object is measured by the sensor unit in each of the plurality of observation periods following each of the plurality of time synchronization periods. 6.
予め定められた時間間隔の2つの前記観測期間の間において、間欠的な複数の測定タイミングで前記センサ部を測定可能な電力状態として前記対象物の物理量を測定させ、
前記複数の測定タイミングのうちの一の測定タイミングにおいて基準値より大きい物理量が測定されたことに応じて、追加の前記観測期間を開始させる
請求項1から6のいずれか一項に記載のセンサ装置。 The controller is
Between the two observation periods of a predetermined time interval, the physical quantity of the object is measured as a power state in which the sensor unit can be measured at a plurality of intermittent measurement timings,
The sensor device according to any one of claims 1 to 6, wherein the additional observation period is started in response to a physical quantity greater than a reference value being measured at one of the plurality of measurement timings. .
前記対象物の物理量のアナログ値を出力するセンサ回路と、
前記観測期間中に電力が供給されて、前記物理量のアナログ値をデジタル値に変換して前記制御部に供給するAD変換器と、
前記観測期間外の前記複数の測定タイミングに電力が供給されて、前記物理量のアナログ値が基準範囲内か否かを判定する判定回路と、
を有する請求項7に記載のセンサ装置。 The sensor unit is
A sensor circuit that outputs an analog value of a physical quantity of the object;
An AD converter that is supplied with power during the observation period, converts an analog value of the physical quantity into a digital value, and supplies the digital value to the control unit;
A determination circuit for determining whether or not an analog value of the physical quantity is within a reference range by supplying power to the plurality of measurement timings outside the observation period;
The sensor device according to claim 7.
前記電源が電力を失った後に蓄電により復帰する場合に、外部の装置に対し、復帰したことを前記通信部から通知させる
請求項9から11のいずれか一項に記載のセンサ装置。 The controller is
The sensor device according to any one of claims 9 to 11, wherein when the power source is restored by power storage after losing power, an external device is notified of the restoration from the communication unit.
前記復帰したことを通知させる場合に、前記通信部を、前記外部の装置からの時刻情報を受信可能な状態にし、
前記通信部が時刻情報を受け取ったことに応じて、当該時刻情報に基づいて前記計時部の時刻を合わせる
請求項12に記載のセンサ装置。 The controller is
When notifying that the return, the communication unit is in a state in which it can receive time information from the external device,
The sensor device according to claim 12, wherein when the communication unit receives time information, the time of the time measuring unit is adjusted based on the time information.
前記計時部は、前記第1クロックに基づいて時刻を計時し、
前記センサ部および前記通信部は、前記第2クロックに基づいて動作する
請求項1から13のいずれか一項に記載のセンサ装置。 A first clock that is always driven; and a clock output unit that outputs a second clock that has a higher frequency than the first clock and stops during the power saving period;
The timekeeping unit measures time based on the first clock,
The sensor device according to claim 1, wherein the sensor unit and the communication unit operate based on the second clock.
前記制御部は、前記温度センサの出力に基づいて、前記第2クロックの補正値を設定する請求項14に記載のセンサ装置。 A temperature sensor for measuring the temperature;
The sensor device according to claim 14, wherein the control unit sets a correction value of the second clock based on an output of the temperature sensor.
前記時刻同期期間において前記センサ装置に時刻情報を送信し、前記観測期間の後の伝送期間において前記センサ装置から前記対象物の物理量を収集する収集装置と、
を備えるセンサシステム。 The sensor device according to any one of claims 1 to 16,
A collection device for transmitting time information to the sensor device in the time synchronization period, and collecting a physical quantity of the object from the sensor device in a transmission period after the observation period;
A sensor system comprising:
前記センサ装置は、
対象物の物理量を測定するセンサ部と、
外部の装置と通信する通信部と、
時刻を計時する計時部と、
前記センサ部、および前記計時部を制御する制御部と、
を備え、
当該測定方法は、
時刻同期期間において、前記通信部を通信可能な電力状態として外部の装置から時刻情報を受信させて、当該時刻情報に基づいて前記計時部の時刻を合わせる段階と、
観測期間において、前記センサ部を測定可能な電力状態として前記対象物の物理量を測定させる段階と、
省電力期間において、前記通信部および前記センサ部を省電力状態とする段階と
を備える測定方法。 A measuring method in which a sensor device measures a physical quantity of an object,
The sensor device includes:
A sensor unit for measuring a physical quantity of an object;
A communication unit that communicates with an external device;
A timekeeping section that keeps time,
A control unit for controlling the sensor unit and the timing unit;
With
The measurement method is
In the time synchronization period, receiving the time information from an external device as a power state in which the communication unit can communicate, and adjusting the time of the time measuring unit based on the time information;
In the observation period, measuring the physical quantity of the object as a power state that allows the sensor unit to be measured; and
A measurement method comprising: setting the communication unit and the sensor unit to a power saving state during a power saving period.
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