CN103109163A - 传感器装置、传感器管理系统、传感器装置的控制方法、程序以及计算机可读记录介质 - Google Patents

Abstract

传感器装置（1）具有：差分计算部（1311），其计算对测量对象进行测量的传感器部（12）所测量出的当前测量值与预定阈值之间的差分；动作设定参数存储部（16），其存储根据多个测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量；最短时间计算部（1312），其根据计算出的差分与最大变化量，计算测量对象从当前测量值到达预定阈值的最短时间、即到达最短时间；测量时刻确定部（132），其根据到达最短时间与通过传感器装置（1）可测量的最短时间间隔中较大一方的时间，确定测量对象下次的测量时刻；以及传感器控制部（13），其控制传感器部（12），使得在确定出的时刻对测量对象进行测量。

Description

传感器装置、传感器管理系统、传感器装置的控制方法、程序以及计算机可读记录介质

技术领域

本发明涉及对测量对象进行测量的传感器装置、以及具有传感器装置以及管理传感器装置的服务器装置的管理系统等。

背景技术

在我们的周边环境中进行如下操作：设置多种多样的传感器，通过服务器装置（或者主体装置）对传感器取得的测量数据进行收集和分析。并且，利用该分析结果对设置于周边环境的设备类进行控制。

在一个服务器装置管理的传感器存在多个时，而且，传感器中的测量次数以及数据发送次数增加时，服务器装置存储以及分析的数据增多，服务器装置处理不完，或者服务器装置的处理能力下降。

此外，传感器中的测量以及数据发送增多时，功耗当然也会变多。例如，在通过电池使传感器工作的情况下，测量以及数据发送增多时，电池的寿命变短，需要频繁地更换电池。另一方面，减少测量次数时，有可能不能进行设备类的适当的控制。

因此，通过防止无用的测量和发送来进行功耗的消减。例如，专利文献1中公开了如下的技术：设定两个周期T1（长周期）以及T2（短周期）作为传感器中的测量周期，并设定两个阈值α1以及α2（α1≧α2）。而且，在当前的测量周期为T1的情况下，在传感器的测量数据的变化率α超过α1的时刻，将测量周期变更为T2，在当前的测量周期为T2的情况下，在测量数据的变化率α低于α2的时刻，将测量周期变更为T2。如此一来，使测量的即时性与功耗的降低彼此协调。

此外，专利文献2中公开了如下技术：将传感器的测量值与目标范围值进行比较，在预定的连续次数或者连续时间，比较结果存在预定的变化时（实施方式中，连续3次以上低于目标范围值的情况下），进行测量周期的变更和设备的动作的停止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“特开2008-52415号公报（2008年3月6日公开）”

专利文献2：日本公开专利公报“特开2006-340157号公报（2006年12月14日公开）”

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1的技术中，在设定了测量值的管理范围（例如，上限值和下限值之间）的情况中，即便是在管理范围内远离上限值和下限值的位置，如果测量数据的变化率变大的话，也会按照短周期进行测量。因此，无用的测量增多。

此外，在专利文献2的技术中，由于按照短周期进行测量直到存在预定的连续次数的预定变化为止，因此，测量次数增多，功耗也增多。此外，由于在存在预定的连续次数的预定变化之前，不执行设备动作的停止，因此，无法进行环境的适当管理，从而不稳定。因此，在从设备的控制的实施到反映到环境为止的期间费时的情况下，专利文献2的技术的应用很困难。

本发明是鉴于上述课题而做出的发明，其目的在于提供一种能够使测量的频度优化，并能够有助于功耗的消减和适当的控制的传感器装置、传感器管理系统等。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的传感器装置的特征在于，具有：差分计算单元，其计算对测量对象进行测量的传感器部所测量出的当前测量值与预定阈值之间的差分；变化量存储部，其存储基于测量上述测量对象而得到的多个测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量；最短时间计算单元，其根据上述计算出的差分与上述存储的最大变化量，计算上述测量对象从上述当前测量值到达上述预定阈值的最短时间、即到达最短时间；测量时刻确定单元，其根据上述计算出的到达最短时间和通过该传感器装置可测量的最短时间间隔中较大一方的时间，确定上述测量对象下次的测量时刻；以及传感器控制单元，其控制传感器部，使得在上述确定出的时刻对上述测量对象进行测量。

发明效果

根据本发明的上述结构，根据传感器部的当前测量值与预定阈值之间的差分以及基于多个测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量，计算从当前测量值到达预定阈值的到达最短时间。并且，根据该到达最短时间与通过传感器装置可测量的最短时间间隔中较大一方的时间，确定传感器部对测量对象下次的测量时刻。在确定出的时刻由传感器部进行测量对象的测量。

在当前测量值与预定阈值之间的差分较大，即当前测量值远离阈值的情况下，根据该差分与测量值相对于经过时间的最大变化量而计算出的到达最短时间变长。此时，从当前时刻至下次的测量时刻的时间间隔变长。换言之，上述差分大时，测量频度减少。

另一方面，在上述差分较小，即当前测量值接近阈值的情况下，根据差分与最大变化量而计算出的到达最短时间变短。此时，从当前时刻到达下次的测量时刻的时间间隔变长。换言之，上述差分小时，测量频度增加。

由此，根据上述结构，能够通过当前测量值与预定阈值之间的差分以及基于多个过去测量值即测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量，使测量频度改变，使测量的频度优化。因此，能够省去无用的测量，并能够减少功耗。此外，通过将上述预定阈值设定为用于控制由传感器装置测量出的测量值来控制的设备类的阈值，从而，能够有助于该设备类的适当控制。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的传感器装置以及传感器管理系统的结构的框图。

图2（a）是用于说明现有的测量频度的图，图2（b）是用于说明本发明的测量频度的图。

图3是用于说明上述传感器装置以及管理上述传感器装置的服务器装置中的数据的流程的图。

图4是用于对根据过去的测量值的历史来生成相对于经过时间的最大变化量的数据的方法进行说明的图。

图5是示出上述传感器装置中的测量的处理流程的图。

图6是示出使用比较例的传感器装置时的测量结果的图。

图7是示出使用实施例1的传感器装置时的测量结果的图。

图8是示出使用实施例2的传感器装置时的测量结果的图。

图9是示出使用实施例3的传感器装置时的测量结果的图。

图10是示出使用实施例4的传感器装置时的测量结果的图。

具体实施方式

以下根据附图说明本发明的实施方式、实施例、比较例。虽然通过以下实施方式、实施例、比较例说明了根据温度进行的屋内的窗户的开闭控制，但是，本发明不限于该方式，能够应用于各种传感器装置。

（实施方式）

如图1所示，本实施方式的传感器管理系统100包含传感器装置1以及用于管理传感器装置1的服务器装置2，并且它们彼此进行通信。该通信可以使用无线线路，也可以使用有线线路。或者，也可以在传感器装置1中集成服务器装置2的功能。另外，虽然在本实施方式中，对一个传感器装置1与服务器装置2通信的情况进行了说明，但是，与服务器装置2通信的传感器装置1的数量不限于1个。

传感器装置1具有：电源部11、传感器部12、传感器控制部（传感器控制单元）13、传感器通信部14、测量数据存储部15、动作设定参数存储部（变化量存储部）16、输入部17。

电源部11是传感器装置1的驱动源，在本实施方式中，是可更换的电池。另外，也可以不具有电池，而是从外部提供电力。

传感器部12是对测量对象进行测量的传感器。例如，可以使用温度传感器、湿度传感器、照度传感器、流量传感器、压力传感器、地温传感器、粒子传感器等物理系传感器、以及CO₂传感器、pH传感器、EC(electrochemical:电化学)传感器、土壤水分传感器等化学系传感器。

传感器控制部13是对传感器装置1中的各种结构的动作进行统一控制的模块。传感器控制部13根据存储于存储部（未图示）的信息，控制传感器装置1，所述存储部保存有传感器装置1中的控制程序、OS（Operating System：操作系统）程序、其他各种程序等。

此外，传感器控制部13具有：动作设定管理部131、测量时刻确定部（测量时刻确定单元）132、传感器通信控制部（传感器通信控制单元）133。

动作设定管理部131是根据存储于动作设定参数存储部16的动作设定参数，进行测量对象的测量中的传感器部12的动作设定的模块。

动作设定管理部131具有：差分计算部（差分计算单元）1311以及最短时间计算部（最短时间计算单元）1312，差分计算部1311计算传感器部12测量出的当前测量值与阈值之间的差分。最短时间计算部1312参照存储于动作设定参数存储部16中的、测量值相对于经过时间的最大变化量的数据，根据差分计算部1311计算出的差分，计算测量对象从当前测量值到达阈值期间的最短时间、即到达最短时间。测量值相对于该经过时间的最大变化量的数据是动作设定参数之一，其根据作为过去的测量对象的测量值的多个测量值历史来生成。由服务器装置2进行该测量值历史的生成。

测量时刻确定部132是根据计算出的到达最短时间与通过传感器装置1可测量的最短时间间隔之中较大一方的时间，确定传感器装置1的测量时间间隔的模块。具体而言，测量时刻确定部132根据到达最短时间与最短时间间隔之中较大一方的时间，确定测量对象下次的测量时刻。

并且，传感器控制部13控制传感器部12，使其在测量时刻确定部132确定出的时刻，对测量对象进行测量。

图2（a）示出现有的传感器装置，图2（b）示出本实施方式的传感器装置1的测量时刻与测量值之间的关系的一例。与根据人们的经验和技能而按照固定时间间隔（固定时刻）进行测量的现有传感器装置相比，本实施方式的传感器装置1的测量次数减少。

本实施方式的传感器装置1通过当前测量值与阈值之间的差分以及基于测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量，来计算到达最短时间，使测量频度改变。在传感器装置1中，在当前测量值与预定阈值之间的差分较大，即，当前测量值远离阈值的情况下，根据该差分以及测量值相对于经过时间的最大变化量而计算出的到达最短时间变长。此时，从当前时刻到达下次的测量时刻期间的时间间隔变长。换言之，上述差分大时，测量频度减少。另一方面，在上述差分小，即当前测量值接近阈值的情况下，根据差分与最大变化量而计算出的到达最短时间变短。此时，从当前时刻到下次的测量时刻的时间间隔变长。换言之，上述差分小时，测量频度增加。

由此，本实施方式的传感器装置1能够通过当前测量值与阈值之间的差分以及基于多个过去测量值即测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量，来使测量频度改变，使测量的频度优化。因此，能够省去无用的测量，并能够进行功耗的消减。此外，通过将上述阈值设定为用于控制设备类的阈值，从而，能够有助于该设备类的适当的控制，其中，所述设备类通过传感器装置测量出的测量值来控制。

这里，对最大变化量进行说明。最大变化量可按照多个经过时间来存储。此时，最短时间计算部1312将经过时间中相对于包含计算出的差分的值的最大变化量为最小的经过时间，计算为到达最短时间。此时，由于按照多个经过时间的每个经过时间来存储最大变化量，因此，能够根据差分选择相对于包含该差分的值的最大变化量为最小的经过时间，由此来计算到达最短时间。

或者，也可以存储每单位时间的最大变化量。在存储了每单位时间的最大变化量的情况下，最短时间计算部1312计算由差分除以每单位经过时间的最大变化量所得到的商作为到达最短时间。此时，能够减少动作设定参数存储部24、动作设定参数存储部16预先存储的上述最大变化量。

另外，在存储于动作设定参数存储部16的动作设定参数中也可以包含有初始设定参数。此时，当上述测量值历史不存在或者较少时，动作设定管理部131根据初始设定参数，进行传感器部的各个设定，测量时刻确定部根据初始设定参数，确定测量时刻。并且，在存储预定数量以上的测量数据且上述测量值历史增加时，切换到通过计算上述差分以及上述到达最短时间来进行测量时刻的确定。

另外，如图3所示，在测量值为32.6℃，阈值的上限值为35℃，下限值为30℃的情况下，各自的差分成为+2.4℃、-2.6℃，各自的到达最短时间为10分钟、15分钟。此时，最短时间计算部1312选择较小一方的10分钟，进而，将不到10分钟的5分钟计算为到达最短时间。这是根据如下的理由。

在按照大于等于到达最短时间进行测量时，有可能在测量时已经到达阈值。因此，在将阈值设定为用于对由传感器装置1测量出的测量值控制的设备类进行控制的阈值的情况下，有可能会大大超出阈值，控制无法及时进行。但是，按照不足计算出的到达最短时间的时间来进行下次的测量时，能够在到达预定阈值之前进行测量，并能够进行设备类的控制，能够防止设备类的控制无法及时进行的情况。另外，也可以按照到达最短时间来进行下次的测量。

传感器通信部14是进行与服务器装置2等的外部之间的通信的模块，通信由传感器通信控制部133进行控制。

输入部17是从用户接受对于设定及动作指示的操作输入的模块。用户可以确定阈值，并从输入部17输入传感器装置1。在将阈值设定为用于对由传感器装置1测量出的测量值控制的设备类进行控制的控制阈值的情况下，能够根据用户的经验适当地控制该设备类。并且，传感器装置1可以具有向用户提示信息的显示部等。

服务器装置2是用于管理传感器装置1的服务器，其具有：服务器控制部21、服务器通信部22、测量数据历史存储部23、动作设定参数存储部24。

服务器控制部21是对传感器装置2中的各种结构的动作进行统一控制的模块。服务器控制部21根据存储于保存有传感器装置2中的控制程序、OS（OperatingSystem：操作系统）程序、其他各种程序等的存储部（未图示）的信息，控制服务器装置2。

服务器控制部21具有变化量更新部（变化量更新单元）211、阈值确定部（阈值确定单元）212。阈值确定部212根据上述测量值历史确定阈值，服务器通信控制部（服务器通信控制单元）213将阈值确定部212确定出的阈值发送给传感器装置1。

变化量更新部211是根据从传感器装置1接收到的测量值生成上述测量值历史并根据该测量值历史更新上述最大变化量的模块。测量值历史存储于测量数据历史存储部23。

更新后的最大变化量存储于动作设定参数存储部24。此外，在服务器通信控制部213的控制下，服务器通信部22将该更新后的最大变化量发送给传感器装置1。

服务器通信部22是进行与服务器装置1等的外部之间的通信的模块，通信由服务器通信控制部213进行控制。

并且，服务器装置2具有：未图示的用户接口（UI）等，该用户接口具有：从用户接受针对设定及动作指示的操作输入的输入部、以及向用户提示信息的显示部等。

此外，服务器装置2具有环境控制部（未图示），该环境控制部在测量对象的测量值超过阈值时，使测量对象的测量环境变化。环境控制部经由服务器通信部22与设备类连接，通过对该设备类进行控制而使测量环境变化。列举具体例来说明，在测量对象为温室的温度、设备类是用于开闭温室的窗户的电动机的情况下，上述环境控制部控制电动机使窗户开闭，使温室从窗户打开的状态变化到窗户关闭的状态，或者从窗户关闭的状态变化到窗户打开的状态。

此时，上述环境控制部可以在测量对象的当前测量值超过阈值时，使测量对象的测量环境变化，使测量对象的测量值不超过管理值（管理阈值）。在进行这种的设备类控制时，阈值确定部212将从管理值中减去根据上述测量值历史求出的、环境控制部使测量环境变化后变动的测量值的最大量而得到的值，确定为上述阈值。或者，阈值确定部212求取从管理值中减去根据上述测量值历史求出的、环境控制部使测量环境变化后变动的测量值的最大量而得到的第1值，进而，将从上述第1值中减去根据上述测量值历史求出的、通过上述传感器装置可测量的最短时间间隔中的测量值的最大变化量而得到的第2值，确定为上述阈值。根据该阈值确定部212的测量值历史来确定阈值的方法的详细内容将通过后段的实施例3、4具体地说明。

如图3所示，在传感器管理系统100中，将传感器部12对测量对象进行测量而得到的测量值的数据（测量数据）从传感器装置1发送给服务器装置2。并且，服务器装置2存储接收到的测量数据，生成测量值历史的数据，并根据该测量值历史更新上述最大变化量的数据，发送给传感器装置1。传感器装置1根据接收到的最大变化量和上述差分，确定下次的测量时刻，在确定出的时刻对测量对象进行测量。反复进行这些操作。

其中，使用图4说明根据多个过去的测量值即测量值历史来更新或生成最大变化量的数据的方法。首先，对测量值相对于经过时间的最大变化量进行说明。假设已知测量值是温度，从测量值历史经过1分钟时（1分钟后），从-0.2℃变化到+0.4℃。此时，相对于1分钟后的最大变化量是-0.2（最大负变化量）、+0.4（最大正变化量）。已知2分钟后，从-0.4℃变化到+0.9℃时，相对于2分钟后的最大变化量为-0.4（最大负变化量）、+0.9（最大正变化量）。图4中分别求出1、2、5、10、15分钟后的最大变化量，示出将它们集中起来的、相对于经过时间的最大变化量的数据。由此，根据测量值历史求出相对于经过时间的最大变化量。在本实施方式中，根据相对于该经过时间的最大变化量和上述差分来确定测量时刻，进行测量对象的测量，并根据测量出的测量值控制测量对象的测量环境。即，将根据测量值历史求出的最大变化量反馈给测量对象的测量环境。

图5中示出传感器装置1中的测量处理的流程。传感器控制部13进行各处理的控制。

首先，通过传感器部12进行测量对象的测量，通过传感器通信控制部133将测量值（测量数据）从传感器通信部14发送到服务器装置2（步骤S1）。

接着，计算测量值与阈值之间的差分（步骤S2）。在存在多个阈值的情况下，分别计算差分。

接着，参照存储于动作设定参数存储部16的、测量值相对于经过时间的最大变化量数据，计算测量值到达阈值为止的到达最短时间（步骤S3），在存在多个阈值的情况下，分别计算到达最短时间。

接着，根据到达最短时间与传感器装置1可测量的最短时间间隔之中较大一方的时间，确定上述测量对象的下次测量时刻（步骤S4）。并且，检测是否到达了确定出的下次的时刻（步骤S5）。在没有到达下次的时刻的情况下（S5中为否），使传感器部12休眠（sleep），在到达下次的时刻时（S5中为是），返回S1，进行测量对象的测量以及向服务器装置2发送测量数据。

通过以上的处理，能够通过当前测量值与阈值之间的差分以及基于多个过去的测量值即测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量，使测量频度改变，省去无用的测量。因此，能够使测量的频度优化。

（实施例）

接着，作为具体例子，说明本实施方式的传感器装置在测量温室内的温度（室温）并控制温室的窗户的开闭时使用的情况下的实施例以及比较例。这些仅是例示，本实施方式的传感器装置的使用不限于这些。

在温室中，通过传感器装置测量温度，控制窗户的开闭，使温度不超过40℃，且不低于25℃。在以下的比较例以及实施例1～4中，使用相同结构的传感器装置，仅对不同的结构进行说明。所有传感器装置均通过来自电池的电力进行工作。

（比较例）

作为比较例，说明始终按照固定的时间间隔进行测量的比较例的传感器装置中的测量结果。比较例的传感器装置按照每1分钟进行测量，并按照每次测量将测量结果发送给服务器装置。

图6是示出使用了比较例的传感器装置的情况下、从9时30分到13时30分为止的测量值的图表。设控制阈值的上限为35℃，下限为30℃，设定为在测量值超过35℃时控制为使窗户打开，在测量值低于30℃时控制为使温室的窗户关闭。

在比较例的传感器装置中，1日的测量次数为1440次，发送次数也同样为1440次。此时的功耗为0.168mA/h。此外，电池寿命为298天。

（实施例1）

在实施例1的传感器装置中，计算当前测量值与阈值之间的差分，根据差分与最大变化量计算到阈值为止的到达最短时间，根据到达最短时间与通过该传感器装置可测量的最短时间间隔（1分钟）之中较大一方的时间，确定下次的测量时刻。

图7是示出使用了实施例1的传感器装置的情况下、从9时30分到13时30分为止的测量值的图表。设控制阈值的上限为35℃，下限为30℃，设定为在测量值超过35℃时控制为使窗户打开，在测量值低于30℃时控制为使温室的窗户关闭。该30℃、35℃的控制阈值的确定根据用户的经验来进行。可知的是，距离控制阈值越远，则测量频度越下降。

这里的控制阈值是30℃和35℃两个，在各个测量中，求取与30℃之间的差分以及与35℃之间的差分，计算到达最短时间（参照图3）。

在实施例1的传感器装置中，1日的测量次数以及发送次数是比较例的传感器装置的约38%的次数。即，相对于比较例的传感器装置，能够将测量次数以及发送减少约62%。此时的功耗是比较例的约41.1%。此外，电池寿命是比较例的约2.4倍。

另外，与白天相比，夜间的测量值与阈值之间的差分变大。因此，在夜间测量频度下降，能够抑制功耗。另一方面，白天测量值上升到阈值附近。但是，通过实施例1的传感器装置，即便是白天，在上限以及下限的阈值之间的中央附近，测量频度下降，能够抑制功耗。即便着眼于从9时到17时30分的期间，可确认的是，测量次数以及发送次数与比较例的传感器装置的510次相比，也能够减少约21%。使用实施例1的传感器装置时，即便假设从9时到17时30分的状态持续一整天的情况下，功耗是比较例的传感器装置的约82%，电池寿命是比较例的传感器的约1.2倍。

（实施例2）

实施例2的传感器装置在实施例1的传感器装置的结构的基础上，还从多个阈值中选择一个阈值，使用该选择出的阈值，计算上述差分以及到达最短时间。

在设控制阈值的上限为35℃，下限为30℃，选择35℃作为当前阈值的情况下，测量值超过35℃时，选择30℃作为当前阈值。此外，在测量值低于30℃时，选择35℃作为当前阈值。并且，使用选择出的阈值，计算上述差分以及到达最短时间。

在实施例2的传感器装置的情况下，即便设定多个阈值，由于能够仅针对当前选择的阈值进行差分以及到达最短时间的计算，因此，相比针对全部阈值计算差分以及到达最短时间的实施例1的传感器装置，计算次数减少。此外，通过选择一个阈值，如果相同的测量值遵循相同的推移的话，则测量次数减少。对此进行说明。

在将多个阈值用于差分以及到达最短时间的计算时，在测量值接近其中一个阈值的情况下，确定下次的测量时刻与当前时刻的间隔较窄。另一方面，在将选择出的一个阈值用于上述计算时，即便在测量值接近其中一个阈值的情况下，在远离所选择的阈值且接近未选择的阈值的情况下，确定下次的测量时刻与当前时刻的间隔较宽。因此，使用选择出的一个阈值的情况比将多个阈值用于差分以及到达最短时间的计算的情况，测量的次数减少。因此，实施例2的传感器装置还能够进一步减少无用的测量导致的功耗。

图8是示出使用了实施例2的传感器装置的情况下的、从9时30分到13时30分为止的测量值的图表。设控制阈值的上限为35℃、下限为30℃，在测量值超过35℃时控制为使窗户打开，在测量值低于30℃时控制为使温室的窗户关闭。根据用户的经验进行该30℃、35℃的控制阈值的确定。可知与实施例1的传感器装置相比，测量次数减少。

通过实施例2的传感器装置，1天的测量次数以及发送次数是比较例的传感器装置约15%的次数，并且是实施例1的传感器装置的约39%的次数。此时的功耗是比较例的传感器装置的约18%，并且是实施例1的传感器装置的约43%。此外，电池寿命是比较例的传感器装置的约5.6倍，并且是实施例1的传感器装置的约2.3倍。

尤其是，通过实施例2的传感器装置，即便在测量值上升到阈值附近的白天，也能够进一步较低地抑制测量频度。在着眼于从9时到17时30分之间的情况下，可以确认的是，为实施例1的传感器装置的测量次数的约36%，并能够大幅度地减少。在使用实施例2的传感器装置时，在假设从9时到17时30分的状态持续一整天的情况下，消耗电能是比较例的传感器装置的约31%，电池寿命是比较例的传感器装置的约3.2倍。

（实施例3）

实施例3的传感器装置在实施例1的传感器装置的结构的基础上，还求取从管理值（40℃）中减去根据测量值历史求出的、打开窗户后变动的测量值的最大量而得到的测量阈值（第1值、37.5℃），进而，将从上述测量阈值中减去根据测量值历史求出的、通过传感器装置可测量的最短时间间隔中的测量值的最大变化量而得到的控制阈值（第2值、37℃），确定为打开窗户的控制阈值。同样，求取从管理值中减去根据测量值历史求出的、关闭窗户后变动的测量值的最大量而得到的测量阈值（第1值、27.5℃），进而，将从上述测量阈值中减去根据测量值历史求出的、通过传感器装置可测量的最短时间间隔中的测量值的最大变化量而得到的控制阈值（第2值、28℃），确定为关闭窗户的控制阈值。

图9是示出使用了实施例3的传感器装置的情况下的、从9时30分到13时30分期间的测量值的图表。图表中的横实线是管理值，虚线是测量阈值，点划线是管理值。另外，在图9中，虽然这些阈值是固定的（直线），但是，例如，可以根据测量值历史，通过天气、季节、时间段等使测量阈值、管理值变动。

通过实施例3的传感器装置，与实施例1的传感器装置相比，测量次数以及发送次数减少，电池寿命延长。

另外，以上虽然将控制阈值作为窗户开闭用的阈值，但是，也可以将测量阈值确定为窗户开闭用的阈值。

（实施例4）

实施例1的传感器装置在实施例3的传感器装置的结构的基础上，还从多个阈值中选择一个阈值，使用选择出的阈值，计算差分以及到达最短时间。阈值的选择方法与实施例2相同。

图10是示出使用了实施例4的传感器装置的情况下的、从9时30分到13时30分期间的测量值的图表。

实施例4的传感器装置与实施例2的传感器装置相比，测量次数以及发送次数减少，电池寿命延长。

（传感器装置的应用）

在上述比较例以及各实施例中，使用对温室内的温度进行测量而控制温室的窗户的开闭的例子进行了说明。但是，本实施方式的传感器装置1、传感器管理系统100在测量数据在缓慢的变化下进行推移的环境的控制中有用。作为有用的环境，例如可以列举无尘室（clean room）、服务器机房、办公楼、办公室等。对于为了将无尘室中的温度、湿度、清洁度保持在管理范围而对空调和FFU进行控制的情况有用。此外，对于为了将服务器机房、办公楼或者办公室中的温度、湿度保持在管理范围而控制空调的情况也有用。这些仅是例子，也可用于除这些以外的其他情况。

此外，本实施方式的传感器装置1、传感器管理系统100对于对在缓慢的变化下而推移的测量对象进行测量的传感器有用，例如，对温度传感器、湿度传感器、照度传感器、流量传感器、压力传感器、地温传感器、粒子传感器等物理系传感器、CO₂传感器、pH传感器、EC（electrochemical:电化学）传感器、土壤水分传感器等化学系传感器有用。这些也仅是例子，即便这些以外的其他传感器也可使用。

另外，传感器装置1以及服务器装置2的各模块，特别是传感器控制部13以及服务器控制部21可以通过硬件逻辑构成，也可以如下那样使用CPU通过软件来实现。

即，传感器装置1以及服务器装置2分别具有：执行用于显示各功能的控制程序的命令的CPU（central processing unit：中央处理器）、存储上述程序的ROM（read onlymemory：只读存储器）、展开上述程序的RAM（random access memory：随机存取存储器）、存储上述程序以及各种数据的存储器等的存储装置（记录介质）等。而且，还可以通过分别向传感器装置1以及服务器装置2提供以计算机可读取的方式记录了用于实现上述功能的软件、即传感器装置1以及服务器装置2各自的控制程序的程序代码（执行形式程序、中间码程序、源程序）的记录介质，该计算机（或者CPU和MPU）读取并执行记录于记录介质的程序码，由此来实现本发明的目的。

例如，可以使用磁带和盒式磁带等的磁带系列、包含软盘（注册商标）/硬盘等磁盘和CD-ROM/MO/MS/DVD/CD-R等光盘的盘系列、IC卡（包含存储器卡）/光卡等的卡系列或者掩膜ROM/EPROM/EPROM/闪速ROM等的半导体存储器系列等作为上述记录介质。

此外，也可以经由网络提供上述程序码。作为该网络，没有特别限定，例如，可使用互联网、内部网、外联网、LAN、ISDN、VAN、CATV通信网、虚拟专用网络（virtual private network）、电话网络、移动通信网络、卫星通信网络等。此外，作为构成网络的传输介质，没有特别限定，例如，可使用IEEE1394、USB、电力线路传输，有线电视线路，电话线路，ADSL线路等有线，也可以使用如IrDA和遥控那样的红外线、蓝牙（注册商标）、802．11无线、HDR、移动电话网络、卫星线路、微波数字网等无线。另外，本发明也能够以通过电子方式传输而具体化上述程序码的、嵌入载波中的计算机数据信号的方式实现。

（本发明的结构）

如上所述，本发明的传感器装置具有：差分计算单元，其计算对测量对象进行测量的传感器部所测量出的当前测量值与预定阈值之间的差分；变化量存储部，其存储基于测量上述测量对象而得到的多个测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量；最短时间计算单元，其根据上述计算出的差分与上述存储的最大变化量，计算上述测量对象从上述当前测量值到达上述预定阈值的最短时间、即到达最短时间；测量时刻确定单元，其根据上述计算出的到达最短时间和通过该传感器装置可测量的最短时间间隔中较大一方的时间，确定上述测量对象下次的测量时刻；以及传感器控制单元，其控制传感器部，使得在上述确定出的时刻对上述测量对象进行测量。

根据上述结构，能够根据当前测量值与预定阈值之间的差分以及基于多个过去测量值即测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量来使测量频度改变，使测量的频度优化。因此，能够省去无用的测量，并能够降低功耗。此外，通过将上述预定阈值设定为用于控制由传感器装置测量出的测量值来控制的设备类的阈值，能够有助于该设备类的适当控制。

此外，本发明的传感器装置在上述结构的基础上，上述变化量存储部按照多个经过时间来存储上述最大变化量，上述最短时间计算单元计算经过时间中相对于包含上述计算出的差分的值的上述最大变化量为最小的经过时间，作为上述到达最短时间。

根据上述结构，由于按照多个经过时间来存储最大变化量，因此，能够根据差分选择相对于包含该差分的值的最大变化量的最小的经过时间，由此计算到达最短时间。

此外，本发明的传感器装置在上述结构的基础上，上述变化量存储部存储每单位时间的最大变化量，上述最短时间计算单元计算由上述差分除以上述每单位时间的最大变化量而得到的商，作为上述到达最短时间。

根据上述结构，能够根据每单位时间的最大变化量确定上述到达最短时间。因此，能够减少预先存储的最大变化量。

此外，本发明的传感器装置在上述结构的基础上，还具有用于输入上述预定阈值的输入部。

根据上述结构，用户能够确定上述预定阈值并输入到传感器装置。因此，在将上述预定阈值设定为用于控制由传感器装置测量出的测量值来控制的设备类的阈值的情况下，能够根据用户的经验适当地控制该设备类。

此外，本发明的传感器装置在上述结构的基础上，在上述计算出的到达最短时间大于通过该传感器装置可测量的最短时间间隔的情况下，上述测量时刻确定单元确定上述下次的测量时刻，使得在小于上述计算出的到达最短时间的时间中进行下次的测量。

在上述到达最短时间大于上述可测量的最短时间间隔的情况下，按照到达最短时间以上进行测量时，有可能在测量时到达上述预定阈值。因此，在将上述预定阈值设定为用于控制由传感器装置测量出的测量值来控制的设备类的阈值的情况下，有可能大幅超出阈值，控制无法及时进行。

但是，根据本发明的上述结构，通过在小于计算出的到达最短时间的时间中进行下次的测量，能够在到达上述预定阈值之前进行测量，并能够进行上述设备类的控制。由此，根据上述结构，能够防止设备类的控制无法及时进行的情况。

此外，本发明的传感器装置在上述结构的基础上，上述预定阈值存在多个，上述传感器装置具有：选择单元，其从上述多个阈值中选择一个阈值；以及阈值对应信息存储部，其存储将所选择的阈值与下次选择的下次阈值关联起来而成的阈值对应信息，上述选择单元在上次的上述测量值与当前的上述测量值之间存在当前选择的阈值时，从上述阈值对应信息中提取与当前选择的阈值对应的下次阈值，并将该下次阈值更新为当前选择的阈值，上述差分计算单元以及上述最短时间计算单元也可以将上述当前选择的阈值用于上述计算。

根据上述结构，预定阈值存在多个，在上次的测量值与当前测量值之间存在当前选择的阈值时，从上述阈值对应信息中提取与当前选择的阈值对应的下次阈值，更新为当前选择的阈值，将当前选择的阈值用于差分以及到达最短时间的计算。

因此，在设定有多个预定阈值的情况下，由于能够仅针对当前选择的阈值进行差分以及到达最短时间的计算，因此，相比针对全部阈值计算差分以及到达最短时间，计算次数减少。

此外，如果通过选择阈值而相同的测量值遵循相同的推移，则测量次数减少。对此进行说明。在将多个阈值用于计算差分以及到达最短时间时，在测量值接近其中任一阈值的情况下，确定下次的测量时刻与当前时刻之间的间隔较窄。另一方面，在将选择出的一个阈值用于上述计算时，即便在测量值接近任一阈值的情况下，在远离所选择的阈值且接近未选择的阈值的情况下，确定下次的测量时刻与当前时刻之间的间隔较宽。因此，使用选择出的一个阈值的情况与将多个阈值用于计算差分以及到达最短时间的情况相比，测量的次数变少。因此，还能够降低无用的测量导致的功耗。

本发明的传感器管理系统具有上述任一方面上述的传感器装置以及管理该传感器装置的服务器装置，其中，上述传感器装置还具有：传感器通信部，其与上述服务器装置进行通信；以及传感器通信控制单元，其控制上述传感器通信部，使得向上述服务器装置发送测量上述测量对象而得到的测量值，上述服务器装置具有：服务器通信部，其与上述传感器装置进行通信；以及变化量更新单元，其根据从上述传感器装置接收到的上述测量值生成上述测量值历史，并根据该测量值历史更新上述最大变化量；服务器通信控制单元，其控制上述服务器通信部，使得向上述传感器装置发送上述更新后的最大变化量。

根据上述结构，传感器管理系统具有本申请的传感器装置以及管理该传感器装置的服务器装置，服务器装置根据从传感器装置接收到的上述测量值生成上述测量值历史，并根据该测量值历史更新上述最大变化量，并发送到传感器装置。

因此，能够根据更新后的上述最大变化量以及传感器部中的当前测量值与预定阈值之间的差分来使测量频度变化，使测量的频度优化。因此，上述传感器管理系统能够省去无用的测量，并能够减少功耗。此外，通过将上述预定阈值设定为用于控制由传感器装置测量出的测量值来控制的设备类的阈值，能够有助于该设备类的适当控制。

本发明的传感器管理系统在上述结构的基础上，上述传感器装置具有阈值确定单元，该阈值确定单元根据上述测量值历史，确定上述预定阈值，上述服务器通信控制单元控制上述服务器通信部，使得将上述确定出的预定阈值发送给上述传感器装置。

根据上述结构，服务器装置根据过去的测量值、即测量值历史，确定预定阈值。因此，优化预定阈值。因此，在将预定阈值设定为用于控制由传感器装置测量出的测量值来控制的设备类的阈值的情况下，能够减少设备类的控制次数。

本发明的传感器管理系统在上述结构的基础上，上述服务器装置具有环境控制单元，该环境控制单元在上述测量对象的当前测量值超过上述预定阈值时，使上述测量对象的测量环境变化，使得上述测量对象的测量值不超过预定管理值，上述阈值确定单元将从上述预定管理值中减去根据上述测量值历史求出的、上述环境控制单元使测量环境变化后变动的测量值的最大量而得到的值，确定为上述预定阈值。

根据上述结构，将上述预定阈值确定为从预定管理值中减去根据测量值历史求出的测量环境变化后变动的测量值的最大量而得到的值。由此，能够不根据用户的经验，而是根据上述测量值历史来确定上述预定阈值，从而减少使测量对象的测量环境变化的控制的次数。另外，即便到下次的测量时刻之前测量值进行了最大量变动，由于未到达预定管理值，因此，测量对象的测量环境不会超过或者低于预定管理值。

本发明的传感器管理系统在上述结构的基础上，上述服务器装置具有环境控制单元，该环境控制单元在上述测量对象的当前测量值超过上述预定阈值时，使上述测量对象的测量环境变化，使得上述测量对象的测量值不超过预定管理值，上述阈值确定单元求取从上述预定管理值中减去根据上述测量值历史求出的、上述环境控制单元使上述测量环境变化后变动的测量值的最大量而得到的第1值，进而，将从上述第1值中减去根据上述测量值历史求出的、通过上述传感器装置可测量的最短时间间隔中的测量值的最大变化量而得到的第2值，确定为上述预定阈值。

根据上述结构，将上述预定阈值确定为从预定管理值中减去根据测量值历史求出的测量环境变化后变动的测量值的最大量，进而，减去通过传感器装置可测量的最短时间间隔中的测量值的最大变化量而得到的值。

因此，能够不到达管理值而更适当地减少设备类的控制的次数。

本发明的传感器装置的控制方法的特征在于，上述传感器装置的控制方法具有：差分计算步骤，计算对测量对象进行测量的传感器装置所测量出的当前测量值与预定阈值之间的差分；最短时间计算步骤，根据上述计算出的差分，以及基于测量上述测量对象而得到的多个测量值历史、测量值相对于经过时间的最大变化量，计算上述测量对象从上述当前测量值到达上述预定阈值的最短时间、即到达最短时间；确定步骤，根据上述计算出的到达最短时间与通过上述传感器装置可测量的最短时间间隔中较大一方的时间，确定上述传感器装置的测量时间间隔。

根据上述方法，能够实现与上述传感器装置相同的效果，并能够通过传感器装置中的当前测量值与预定阈值之间的差分以及基于多个过去测量值即测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量来使测量时间间隔变化，使测量的频度优化。因此，能够省去无用的测量，并能够减少功耗。此外，通过将上述预定阈值设定为用于控制由传感器装置测量出的测量值来控制的设备类的阈值，从而，能够有助于该设备类的适当控制。

本发明的传感器装置的控制方法的特征在于，上述传感器装置的控制方法具有：差分计算步骤，计算对测量对象进行测量的传感器部所测量出的当前测量值与预定阈值之间的差分；最短时间计算步骤，根据上述计算出的差分、以及基于测量上述测量对象而得到的多个测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量，计算上述测量对象从上述当前测量值到达上述预定阈值的最短时间、即到达最短时间；测量时刻确定步骤，根据上述计算出的到达最短时间与通过上述传感器装置可测量的最短时间间隔中较大一方的时间，确定上述测量对象下次的测量时刻；以及传感器控制步骤，控制传感器装置，使得在上述确定出的时刻对上述测量对象进行测量。

根据上述方法，能够实现与上述传感器装置相同的效果，并能够通过传感器装置中的当前测量值与预定阈值的差分以及基于多个过去测量值即测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量，使测量频度改变，使测量的频度优化。因此，能够省去无用的测量，并能够降低功耗。此外，通过将上述预定阈值设定为用于控制由传感器装置测量出的测量值来控制的设备类的阈值，从而能够有助于该设备类的适当的控制。

另外，本发明的传感器装置还可以通过计算机实现，此时，通过使计算机作为上述各单元动作而使计算机实现上述传感器装置的程序以及记录该程序的计算机可读记录介质也在本发明的范畴内。

根据这些结构，通过使计算机读取并执行上述程序，能够实现与上述传感器装置相同的作用效果。

本发明不限于上述实施方式，也可进行各种变更。即，在不脱离本发明主旨的范围内适当地组合变更后的技术性手段而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明对于对按照缓慢的变化而推移的测量对象进行测量的传感器、传感器管理系统有用，也可用于测量数据按照缓慢的变化推移的环境的控制。

标号说明

1；传感器装置；2：服务器装置；11：电源部；12：传感器部；13：传感器控制部（传感器控制单元）；14：传感器通信部；15：测量数据存储部；16：动作设定参数存储部（变化量存储部）；17：输入部；21：服务器控制部；22：服务器通信部；23：测量数据历史存储部；100：传感器管理系统；131：动作设定管理部；132：测量时刻确定部（测量时刻确定单元）；133：传感器通信控制部（传感器通信控制单元）；211：变化量更新部（变化量更新单元）；212：阈值确定部（阈值确定单元）；213：服务器通信控制部（服务器通信控制单元）；1311：差分计算部（差分计算单元）；1312：最短时间计算部（最短时间计算单元）。

Claims (14)

1.一种传感器装置，其特征在于，该传感器装置具有：

差分计算单元，其计算对测量对象进行测量的传感器部所测量出的当前测量值与预定阈值之间的差分；

变化量存储部，其存储基于测量所述测量对象而得到的多个测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量；

最短时间计算单元，其根据所述计算出的差分与所述存储的最大变化量，计算所述测量对象从所述当前测量值到达所述预定阈值的最短时间、即到达最短时间；

测量时刻确定单元，其根据所述计算出的到达最短时间和通过该传感器装置可测量的最短时间间隔中较大一方的时间，确定所述测量对象下次的测量时刻；以及

传感器控制单元，其控制传感器部，使得在所述确定出的时刻对所述测量对象进行测量。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，

所述变化量存储部按照多个经过时间存储所述最大变化量，

所述最短时间计算单元计算经过时间中相对于包含所述计算出的差分的值的所述最大变化量为最小的经过时间，作为所述到达最短时间。

3.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，

所述变化量存储部存储每单位时间的最大变化量，

所述最短时间计算单元计算所述差分除以所述每单位时间的最大变化量而得到的商，作为所述到达最短时间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述传感器装置具有输入部，该输入部输入所述预定阈值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器装置，其特征在于，

在所述计算出的到达最短时间大于通过该传感器装置可测量的最短时间间隔的情况下，

所述测量时刻确定单元确定所述下次的测量时刻，使得在小于所述计算出的到达最短时间的时间中进行下次的测量。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器装置，其特征在于，

所述预定阈值存在多个，

所述传感器装置具有：

选择单元，其从所述多个阈值中选择一个阈值；以及

阈值对应信息存储部，其存储将所选择的阈值与下次选择的下次阈值关联起来而成的阈值对应信息，

所述选择单元在上次的所述测量值与当前的所述测量值之间存在当前选择的阈值时，从所述阈值对应信息中提取与当前选择的阈值对应的下次阈值，并将该下次阈值更新为当前选择的阈值，

所述差分计算单元以及所述最短时间计算单元也可以将所述当前选择的阈值用于所述计算。

7.一种传感器管理系统，其具有权利要求1至6中任一项所述的传感器装置以及用于管理该传感器装置的服务器装置，其特征在于，

所述传感器装置还具有：

传感器通信部，其与所述服务器装置进行通信；以及

传感器通信控制单元，其控制所述传感器通信部，使得向所述服务器装置发送测量所述测量对象而得到的测量值，

所述服务器装置具有：

服务器通信部，其与所述传感器装置进行通信；以及

变化量更新单元，其根据从所述传感器装置接收到的所述测量值生成所述测量值历史，并根据该测量值历史更新所述最大变化量；

服务器通信控制单元，其控制所述服务器通信部，使得向所述传感器装置发送所述更新后的最大变化量。

8.根据权利要求7所述的传感器管理系统，其特征在于，

所述服务器装置具有阈值确定单元，该阈值确定单元根据所述测量值历史确定所述预定阈值，

所述服务器通信控制单元控制所述服务器通信部，使得将所述确定出的预定阈值发送给所述传感器装置。

9.根据权利要求8所述的传感器管理系统，其特征在于，

所述服务器装置具有环境控制单元，该环境控制单元在所述测量对象的当前测量值超过所述预定阈值时，使所述测量对象的测量环境变化，使得所述测量对象的测量值不超过预定管理值，

所述阈值确定单元将从所述预定管理值中减去根据所述测量值历史求出的、所述环境控制单元使测量环境变化后变动的测量值的最大量而得到的值，确定为所述预定阈值。

10.根据权利要求8所述的传感器管理系统，其特征在于，

所述服务器装置具有环境控制单元，该环境控制单元在所述测量对象的当前测量值超过所述预定阈值时，使所述测量对象的测量环境变化，使得所述测量对象的测量值不超过预定管理值，

所述阈值确定单元求取从所述预定管理值中减去根据所述测量值历史求出的、所述环境控制单元使所述测量环境变化后变动的测量值的最大量而得到的第1值，进而，将从所述第1值中减去根据所述测量值历史求出的、通过所述传感器装置可测量的最短时间间隔中的测量值的最大变化量而得到的第2值，确定为所述预定阈值。

11.一种传感器装置的控制方法，其特征在于，所述传感器装置的控制方法具有：

差分计算步骤，计算对测量对象进行测量的传感器装置所测量出的当前测量值与预定阈值之间的差分；

最短时间计算步骤，根据所述计算出的差分，以及基于测量所述测量对象而得到的多个测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量，计算所述测量对象从所述当前测量值到达所述预定阈值的最短时间、即到达最短时间；

确定步骤，根据所述计算出的到达最短时间与通过所述传感器装置可测量的最短时间间隔中较大一方的时间，确定所述传感器装置的测量时间间隔。

12.一种传感器装置的控制方法，其特征在于，所述传感器装置的控制方法具有：

差分计算步骤，计算对测量对象进行测量的传感器装置所测量出的当前测量值与预定阈值之间的差分；

最短时间计算步骤，根据所述计算出的差分，以及基于测量所述测量对象而得到的多个测量值历史的、测量值相对于经过时间的最大变化量，计算所述测量对象从所述当前测量值到达所述预定阈值的最短时间、即到达最短时间；

测量时刻确定步骤，根据所述计算出的到达最短时间与通过所述传感器装置可测量的最短时间间隔中较大一方的时间，确定所述测量对象下次的测量时刻；以及

传感器控制步骤，控制传感器装置，使得在所述确定出的时刻对所述测量对象进行测量。

13.一种程序，其使计算机作为权利要求1至6中任一项所述的传感器装置具有的所述各单元发挥作用。

14.一种计算机可读记录介质，其记录了权利要求13所述的程序。

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