JP2003006778A - 無線式データ伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ケーブル敷設工事の困難な山中等の遠隔地よ
り、災害検知データを確実に伝送する。 【解決手段】 地滑り、土石流、雪崩などの災害危険地
域に設けた歪み、パルス、電圧、熱電対等のセンサ１
と、これと結線されたデータロガー２と、データロガー
２にシリアル通信接続されたコマンダユニット３と、コ
マンダユニット３から離れた高所に専用制御ケーブルに
より接続された送信用無線ユニット４と、送信用無線ユ
ニット４から離れた場所に設置された受信用無線ユニッ
ト５と、受信用無線ユニット５から離れた低所に専用制
御ケーブルにより接続されたコマンダユニット３と、コ
マンダユニット３にシリアル通信接続されたマスターコ
ントローラ７と、マスターコントローラ７に、電話回線
等を介してそれぞれ接されたパソコン６と、から構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、地滑り、土石流、雪崩
などの災害を監視するための災害監視や災害発生危険個
所の気象データ観測等を行う無線式データ伝送システム
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、地滑り、土石流、雪崩などの災害
監視装置は、災害の起こる可能性がある危険区域にワイ
ヤセンサ、伸縮計などの災害検知センサを設け、災害が
発生した時に災害検知センサで検知し、有線ケーブルを
介して危険を知らせるようになっている。一般的に、土
石流などの土砂災害の場合、その発生源の多くは河川上
流側に位置し、山中の渓谷部に発生することが知られて
いる。そのため、災害監視装置を設置する場所は、山中
などの遠隔地にあるためケーブル敷設工事が困難である
と共に、ケーブルが切断されないように丈夫なものが要
求されていた。そこで、本出願人等は、山中などの遠隔
地へのケーブル敷設工事を必要とせず、ワイヤセンサ、
伸縮計等の災害検知センサの接点信号を無線伝送し、山
中などの遠隔地で収集された災害情報を無線で伝送する
災害検知センサ伝送装置を発明し、特願平１１−２０５
６３１号（特開２００１−０３４８７４号公報参照）と
して出願した。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記特許出
願を改良し、地滑り、土石流、雪崩などの災害を監視す
るためのワイヤセンサ、伸縮計などの災害検知センサの
接点信号と共に、災害発生危険個所の雨量計、風向風速
計、温度計等の気象データを無線伝送し、山中などの遠
隔地で収集された接点信号や計測データをデータ通達す
る無線式データ伝送システムを提供することを目的とす
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】そのために、本発明の無
線式データ伝送システムは、地滑り、土石流、雪崩など
の災害危険地域に設けた歪み、パルス、電圧、熱電対等
の各センサと、該各センサと結線されたデータロガー
と、該データロガーにシリアル通信接続されたコマンダ
ユニットと、該コマンダユニットから離れた高所に専用
制御ケーブルにより接続された送信用無線ユニットと、
該送信用無線ユニットから遠く離れた場所に設置された
受信用無線ユニットと、該受信用無線ユニットから離れ
た低所に専用制御ケーブルにより接続されたコマンダユ
ニットと、該コマンダユニットにシリアル通信接続され
たパソコン又はマスターコントローラから構成されるも
のである。 【０００５】 【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。本発明の無線式データ伝送システムは、図１
に示すように、地滑り、土石流、雪崩などの災害危険地
域に設けた歪み、パルス、電圧、熱電対等の各センサ１
と、該各センサ１と結線されたデータロガー２と、該デ
ータロガー２にシリアル通信接続されたコマンダユニッ
ト３と、該コマンダユニット３から離れた高所に専用制
御ケーブルにより接続された送信用無線ユニット４と、
該送信用無線ユニット４から遠く離れた場所、例えば２
〜７km離れた場所に設置された受信用無線ユニット５
と、該受信用無線ユニット５から離れた低所に専用制御
ケーブルにより接続されたコマンダユニット３と、該コ
マンダユニット３にシリアル通信接続されたパソコン６
又はマスターコントローラ７と、該マスターコントロー
ラ７に、モデム〜電話回線〜モデム、DoPa用通信装置〜
DoPa網〜アクセスルーター、携帯電話通信装置〜モデ
ム、光コンバータ〜光ファイバー網〜光コンバータ等を
介してそれぞれ接続されたパソコン６と、から構成され
る。 【０００６】前記各センサ１は、伸縮計、変位計、水位
計等の歪みセンサ、雨量計等のパルスセンサ、風向風速
計、日射計等の電圧センサ、温度の熱電対センサにより
それぞれ構成される。前記データロガー２は、図２に示
すように、CPU８と、GPS（Global Positioning Siste
m）受信機９と、入力部１０と、表示部１１と、ROM１２
と、RAM１３と、記憶部１４と、記憶媒体１５と、アン
プモジュール１６と、検出器用A/D変換器１７と、温度
計１８と、湿度計１９と、環境計測用A/D変換器２０
と、出力部２１とにより構成されている。前記CPU８
は、ROM１２に格納されているIPL（Initial Program Lo
ader）プログラムや記憶媒体１５に格納されている通信
処理プログラム等を実行して、その処理結果を一時的に
RAM１３内のワークメモリエリアに格納すると共に表示
部１１に表示する。前記GPS受信機９は、GPSアンテナ２
２によってGPS信号を受信し、位置情報、日付情報及び
時刻情報を取得してCPU８に出力する。前記入力部１０
は、各種設定値等を入力するための入力キー等により構
成され、キーの押下信号をCPU８に出力する。前記表示
部１１は、液晶表示装置等により構成され、CPU８から
入力されるデータロガー２の動作状態や現在時刻等を表
示する。前記ROM１２は、CPU８によってデータロガー２
の起動時に実行されるIPLプログラムの他、各種処理プ
ログラムの初期設定値等を格納している。前記RAM１３
は、アンプモジュール１６等を介して各センサ１から常
時入力される計測データを一時的に格納するバッファエ
リアや、通信処理等の各種処理に係る各種データを格納
するワークメモリエリアを有している。前記記憶部１４
は、通信処理プログラムを格納するための記憶媒体１５
を有しており、この記憶媒体１５は、磁気的、光学的記
憶媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。 【０００７】前記アンプモジュール１６は、地滑り、土
石流、雪崩などの災害危険地域に設けた歪み、パルス、
電圧、熱電対等の各センサ１から常時送信されるアナロ
グ信号である電気信号を増幅するアンプであり、前記検
出用A/D変換器１７は、増幅された電気信号を数値で表
したデジタル信号である計測データに変換し、CPU８に
出力するA/Dコンバータである。前記温度計１８は、デ
ータロガー２が設置された場所の温度を測るために、デ
ータロガー２の内部若しくは外装等に配設され、計測し
た温度に係る電気信号を環境計測用A/D変換器２０に出
力する。前記湿度計１９は、データロガー２が設置され
た場所の湿度を測るために、データロガー２の内部若し
くは外装等に配設され、計測した湿度に係る電気信号を
環境計測用A/D変換器２０に出力する。前記環境計測用A
/D変換器２０は、温度計１８や湿度計１９から入力され
る温度及び湿度に係る電気信号を数値で表したデジタル
信号である環境データに変換し、CPU８に出力するA/Dコ
ンバータである。前記出力部２１は、CPU８によって実
行される通信処理において、計測データ等をシリアル通
信ケーブルを介してコマンダユニット３へ送信する。な
お、データロガー２は、１〜１６チャンネルを有し、地
滑り、土石流、雪崩などの災害危険地域に設けた歪み、
パルス、電圧、熱電対等の各センサ１からの入力に合わ
せて設定が必要である。また、データロガー２及びコマ
ンダユニット３には、図１に示すように、バッテリー３
４が接続されると共に、ソーラーパネル３６からの電気
がチャージコントローラー３５を介してバッテリー３４
に充電できるように構成されている。 【０００８】次に、前記データロガー２の動作を説明す
る。災害の発生有無にかかわらず、常時地滑り、土石
流、雪崩などの災害危険地域に設けた歪み、パルス、電
圧、熱電対等の各センサ１からデータロガー２へ電気信
号が送信されており、データロガー２は受信した電気信
号をアンプモジュール１６によって増幅し、検出用A/D
変換器１７によってデジタル信号である計測データに変
換する。そして、計測データがCPU８に入力されると共
に、常時GPS受信機９からはGPS信号に基づく位置情報、
日付情報及び環境情報が入力される。また、温度計１８
及び湿度計１９からは、温度及び湿度を電気信号で示す
アナログ信号が常時、環境計測用A/D変換器２０に入力
されており、環境計測用A/D変換器２０は、データロガ
ー２が設置された環境の温度及び湿度を示す環境データ
をCPU８に出力する。CPU８は、実行中の通信処理によっ
て確立された出力部２１とコマンダユニット３間のシリ
アル通信接続において、計測データ、位置情報、日付情
報、時刻情報及び環境データをコマンダユニット３へ送
信する。 【０００９】次に、前記コマンダユニット３は、図３に
示すように、MPU２３と、シリアル通信入出力部２４
と、液晶表示装置（LCD）２５と、操作キー２６と、イ
ンターフェイス(IF)２７とにより構成されている。前記
MPU２３は、無線制御プログラムを実行して無線ユニッ
トの設定、動作確認及び無線ユニットとのインターフェ
イスを制御すると共に、シリアル通信プログラムを実行
してシリアル通信入出力を制御する。前記シリアル通信
入出力部２４は、データロガー２からシリアル通信ケー
ブルを介して送信された計測データをMPU２３に出力す
る。前記液晶表示装置(LCD)２５は、MPU２３から出力さ
れた無線動作状況等を液晶画面に表示する。前記操作キ
ー２６は、SELECT、UP、DOWN、SETキー及びモード選択
スイッチからなり、無線動作状況等の指示をMPU２３に
出力する。前記インターフェイス(IF)２７は、データロ
ガー２から送信された計測データをMPU２３から専用制
御ケーブルを介して送信用無線ユニット４に伝送する。 【００１０】また、前記送信用無線ユニット４は、図３
に示すように、メインMPU２８と、送受信モジュール２
９と、送受信アンテナ３０と、サブMPU３１と、受信モ
ジュール３２と、受信アンテナ接続口３３と、インター
フェイス(IF)３７とから構成されている。前記メインMP
U２８は、サブMPU３１をコントロールする機能と送受信
モジュールを送信制御する機能とを有する。前記送受信
モジュール２９は、データロガー２から送信された計測
データを単向又は単信方式で通信する。前記送受信アン
テナ３０は、テレメータ及びテレコントロール用信号伝
送で通信するアンテナである。前記サブMPU３１は、メ
インMPU２８からの指令を受けて受信モジュール３２を
受信制御する機能を有する。前記受信モジュール３２
は、遠く離れた場所、例えば２〜７km離れた場所に設置
された送受信アンテナ３０から送信された計測データを
受信アンテナ接続口３３から受信する。前記受信アンテ
ナ接続口３３は、外部に受信アンテナを接続するための
ものである。前記インターフェイス(IF)３７は、コマン
ダユニット３と専用制御ケーブルで接続され、専用方式
にて命令並びにデータを通信する。このように構成され
てなる前記送信用無線ユニット４と受信用無線ユニット
５と同一構造であり、それぞれ送信専用機、受信専用機
として用いるが、送信側は送受信モジュール、受信側は
受信モジュールのみを実装して用いることにより、簡単
な構成とすることができる。送受信用無線方式は、特定
小電力無線のため免許が不要で、テレメータ及びテレコ
ントロール用信号伝送によって通信され、送信方式は単
向又は単信方式で、送信用無線ユニット４から受信用無
線ユニット５へ片方向のみの通信方式であって通信周波
数は、429.250〜429.737MHzである。 【００１１】次に、本発明の実施例の無線式データ伝送
システムの動作について説明をする。地滑り、土石流、
雪崩などの災害発生しそうな危険地域に歪み、パルス、
電圧、熱電対等の各センサ１を複数個所に配置し、近傍
に配置したデータロガー２から各センサ１までを電気配
線により接続する。さらに、データロガー２の近傍にコ
マンダユニット３を配置し、シリアル通信ケーブルで両
者を接続する。データロガー２は、各センサ１から受信
した電気信号をアンプモジュール１６によって増幅し、
検出用A/D変換器１７によってデジタル信号である計測
データに変換し、シリアル通信ケーブルを介してコマン
ダユニット３へ送信する。 【００１２】前記コマンダユニット３と送信用無線ユニ
ット４とを専用制御ケーブルで接続し、コマンダユニッ
ト３より高所に送信用無線ユニット４を配置する。そし
て、コマンダユニット３は、専用方式でデータロガー２
から送られた計測データを無線制御して送信用無線ユニ
ット４に伝送する。 【００１３】前記送信用無線ユニット４では、計測デー
タをテレメータ及びテレコントロール用信号伝送により
単向又は単信方式で送受信アンテナ３０から２〜７ｋｍ
遠隔地に設置した受信用無線ユニット５に無線伝送す
る。 【００１４】遠く離れた場所、例えば２〜７km離れた場
所に設置された受信用無線ユニット５は、外部受信アン
テナで無線を受信し、専用方式で受信したデジタル信号
を専用制御ケーブルを介してコマンダユニット３へ送
る。コマンダユニット３では、受信用無線ユニット５か
ら送られてきた計測データのデジタル信号をシリアル通
信ケーブルを介してパソコン６又はマスターコントロー
ラ７へ送る。 【００１５】各パソコン６では、送信されてきたデジタ
ル信号を解析し、パソコン６画面上に災害危険個所の状
況や警告情報等を表示する。また、前記マスターコント
ローラ７は、コマンダユニット３からのデジタル信号を
多分岐し、モデム〜電話回線〜モデム、DoPa用通信装置
〜DoPa網〜アクセスルーター、携帯電話通信装置〜モデ
ム、光コンバータ〜光ファイバー網〜光コンバータを介
してそれぞれパソコン６に通信することができる。 【００１６】 【効果】このように、本発明の無線式データ伝送システ
ムは、災害危険個所に配置されたデータロガーとコマン
ダユニットとを近傍配置してシリアル通信接続し、さら
にコマンダユニットから離れた高所に専用制御ケーブル
を介して送信用無線ユニットを配置することにより遠く
離れた場所との通信が可能となり、災害に対応する防災
システムとして有効である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の無線式データ伝送システムの概略構成
図である。 【図２】本発明のデータロガーの構成図である。 【図３】本発明のコマンダユニット及び送信用無線ユニ
ットの構成図である。 【符号の説明】 １ 各センサ ２ データロガー ３ コマンダユニット ４ 送信用無線ユニット ５ 受信用無線ユニット ６ パソコン ７ マスターコントローラ ８ CPU ９ GSP受信機 １０ 入力部 １１ 表示部 １２ ROM １３ RAM １４ 記憶部 １５ 記憶媒体 １６ アンプモジュール １７ 検出用A/D変換器 １８ 温度計 １９ 湿度計 ２０ 環境計測用A/D変換器 ２１ 出力部 ２２ GSPアンテナ ２３ MPU ２４ シリアル通信入出力部 ２５ 液晶表示装置 ２６ 操作キー ２７ インターフェイス ２８ メインMPU ２９ 送受信モジュール ３０ 送受信アンテナ ３１ サブMPU ３２ 受信モジュール ３３ 受信アンテナ接続口 ３４ バッテリー ３５ チャージコントローラ ３６ ソーラーパネル ３７ インターフェイス

フロントページの続き (72)発明者 田代 義曠 秋田県秋田市寺内字イサノ92−１ 株式会 社計測技研内 Ｆターム(参考） 2F073 AA01 AA19 AA23 AB01 BB01 BB04 BB06 BC01 BC02 BC04 CC03 CC09 CC20 DD01 EE11 EF09 FF01 FG01 FG02 FG04 GG01 GG05 2F076 BB08 BB09 BD07 BD13 BD17 BE04 BE05 BE12 BE17 BE18 BE19 5C086 AA14 BA30 CA02 CA24 DA14 EA45 5C087 AA02 AA03 AA25 BB03 BB20 BB74 DD02 DD49 EE12 FF01 FF02 FF04 FF13 FF16 FF19

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 地滑り、土石流、雪崩などの災害危険地
   域に設けた歪み、パルス、電圧、熱電対等の各センサ
   と、該各センサと結線されたデータロガーと、該データ
   ロガーにシリアル通信接続されたコマンダユニットと、
   該コマンダユニットから離れた高所に専用制御ケーブル
   により接続された送信用無線ユニットと、該送信用無線
   ユニットから遠く離れた場所に設置された受信用無線ユ
   ニットと、該受信用無線ユニットから離れた低所に専用
   制御ケーブルにより接続されたコマンダユニットと、該
   コマンダユニットにシリアル通信接続されたパソコン又
   はマスターコントローラから構成されることを特徴とす
   る無線式データ伝送システム。