JP2005167995A - 容器内部監視システム及び内部状態送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 容器の金属層や容器内の水分による電磁波の減衰を抑制し、容器内部で検出したデータを、容器外部で良好に受信できるようにする。
【解決手段】 容器２の内部状態を検出し、その検出データを送信する内部状態送信装置３と、該内部状態送信装置３が送信した検出データを、前記容器２の外部で受信する内部状態受信装置４とを備える容器内部監視システム１において、前記内部状態送信装置３は、少なくとも、前記容器２の内部状態を検出する検出部５と、該検出部５の検出データを、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する送信部９とを備え、前記内部状態受信装置４は、少なくとも、前記内部状態送信装置３が送信した長波帯又は超長波帯の電磁波を受信する受信部１１を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、容器の内部状態を監視するための容器内部監視システム及び内部状態送信装置に関し、特に、保冷容器内の温度監視に適した容器内部監視システム及び内部状態送信装置に関する。

近年、物品の輸送では、輸送中における物品の変質などを避けるために、物品を収容する容器の内部状態を厳密に管理することが求められるようになってきている。例えば、冷凍食品、生鮮食品、輸血用血液などを輸送する場合、これらの変質を避けるために、厳密な温度管理が求められる。通常、これらの物品を陸上輸送する場合には、輸送ボックスを備える保冷車（冷凍車や冷蔵車を含む）が使用されるが、輸送ボックス内の温度は、外気温やドアの開閉に応じて変化するため、物品を可搬性の保冷容器に入れた状態で輸送ボックスに積み込むことが奨励されている。

上記の保冷容器としては、可撓性の断熱カバー部材に薄膜状の金属層を形成したものが広く用いられている。これは、軽量かつ安価でありながら、良好な保冷効果が得られ、しかも、非使用時に折り畳むことができるからである。例えば、冷凍食品の輸送においては、この種の保冷容器を、いわゆるカゴ車にセットして使用している。

また、近年では、容器の内部温度を測定すると共に、測定した温度データを、電磁波を伝送媒体として容器外部に送信する無線式温度計も提案されている（特許文献１〜３参照）。例えば、特許文献３には、輸送ボックス内に無線式温度計を設置し、この無線式温度計が測定した温度データを、運転席の運行管理計へ送信して記録する方法が示されている。
特許第２６７５２１３号公報 特開平５−３６５９７号公報 特開平９−１２６９０２号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載された無線式温度計は、容器の種類に影響を受け、通信障害が発生する可能性がある。例えば、前述した保冷容器の内部温度測定に用いた場合、保冷容器の金属層で無線式温度計の送信電磁波が減衰し、容器外部での受信が困難になる可能性がある。

また、本発明者が実験したところ、保冷容器に収容する物品の種類や、輸送ボックス内における保冷容器の個数によって、電磁波の減衰に差が生じることが判明した。例えば、保冷容器内に無線式温度計のみを収容した場合、保冷容器の外部近傍であれば、無線式温度計の送信電磁波を受信できたが、保冷容器内に無線式温度計と冷凍食品を収容した場合には、保冷容器の外部近傍でも、無線式温度計の送信電磁波を受信することはできなかった。これは、冷凍食品の包装に使用されるアルミフィルム、冷凍食品に含まれる水分、包装や保冷容器に付着した水分などによって、電磁波が多重に減衰されたためと考えられる。

また、無線式温度計を保冷容器の内部温度測定に用いた場合、無線式温度計の内外に多くの水分が付着することが判明した。この水分の多くは、温度差に起因して発生する結露であって、無線式温度計の外部に付着した水分は、あまり問題はないが、無線式温度計の内部に付着した水分は、電気回路をショートさせる可能性がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、容器の内部状態を検出し、その検出データを送信する内部状態送信装置と、該内部状態送信装置が送信した検出データを、前記容器の外部で受信する内部状態受信装置とを備える容器内部監視システムにおいて、前記内部状態送信装置は、少なくとも、前記容器の内部状態を検出する検出部と、該検出部の検出データを、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する送信部とを備え、前記内部状態受信装置は、少なくとも、前記内部状態送信装置が送信した長波帯又は超長波帯の電磁波を受信する受信部を備えることを特徴とする。容器内部監視システムをこのように構成すれば、導体（金属層など）に対する侵入深さ（表皮効果の深さ）が大きい長波帯（３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）又は超長波帯（３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ）の電磁波を用いることにより、容器の金属層や容器内の水分による電磁波の減衰を抑制し、容器内部で検出したデータを、容器外部で良好に受信することができる。
また、前記検出部は、温度センサ、湿度センサ又は人体センサを備えることを特徴とする。容器内部監視システムをこのように構成すれば、容器内部の温度や湿度を監視できるだけでなく、容器内における人の存在も監視することができる。
また、前記内部状態送信装置は、少なくとも回路部分が樹脂材で封止されることを特徴とする。容器内部監視システムをこのように構成すれば、回路に対する水分の付着を阻止し、回路のショートに起因する動作不良を確実に防止できる。
また、前記内部状態送信装置は、充電可能な電源を備えることを特徴とする。容器内部監視システムをこのように構成すれば、電源として電池を用いる場合に比べ、ランニングコストを削減できるだけでなく、電源をも樹脂材で封止し、信頼性を高めることができる。
また、前記電源は、電気二重層コンデンサであることを特徴とする。容器内部監視システムをこのように構成すれば、充電池に比べて充電時間を短縮することができる。また、電気二重層コンデンサは、寿命が半永久的であるため、樹脂材で封止する場合に好適である。
また、前記内部状態送信装置は、充電器側の充電用一次コイルと電磁的に結合可能な充電用二次コイルを備えることを特徴とする。容器内部監視システムをこのように構成すれば、接点を介さずに電源の充電を行うことができるため、結露などによる接点の劣化を回避し、信頼性を向上させることができる。
また、前記内部状態送信装置は、長波帯又は超長波帯の電磁波を送信するバーアンテナを備え、該バーアンテナのコイルが前記充電用二次コイルに兼用されることを特徴とする。容器内部監視システムをこのように構成すれば、部品点数を削減し、構造の簡略化やコストダウンを図ることができる。
また、容器の内部状態を検出し、その検出データを送信する内部状態送信装置において、少なくとも、前記容器の内部状態を検出する検出部と、該検出部の検出データを、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する送信部とを備えることを特徴とする。内部状態送信装置をこのように構成すれば、導体（金属層など）に対する侵入深さ（表皮効果の深さ）が大きい長波帯（３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）又は超長波帯（３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ）の電磁波を用いることにより、容器の金属層や容器内の水分による電磁波の減衰を抑制し、容器内部で検出したデータを、容器外部まで確実に到達させることができる。
また、前記検出部は、温度センサ、湿度センサ又は人体センサを備えることを特徴とする。内部状態送信装置をこのように構成すれば、容器内部の温度や湿度を監視できるだけでなく、容器内における人の存在も監視することができる。
また、少なくとも回路部分が樹脂材で封止されることを特徴とする。内部状態送信装置をこのように構成すれば、回路に対する水分の付着を阻止し、回路のショートに起因する動作不良を確実に防止できる。
また、充電可能な電源を備えることを特徴とする。内部状態送信装置をこのように構成すれば、電源として電池を用いる場合に比べ、ランニングコストを削減できるだけでなく、電源をも樹脂材で封止し、信頼性を高めることができる。
また、前記電源は、電気二重層コンデンサであることを特徴とする。内部状態送信装置をこのように構成すれば、充電池に比べて充電時間を短縮することができる。また、電気二重層コンデンサは、寿命が半永久的であるため、樹脂材で封止する場合に好適である。
また、充電器側の充電用一次コイルと電磁的に結合可能な充電用二次コイルを備えることを特徴とする。内部状態送信装置をこのように構成すれば、接点を介さずに電源の充電を行うことができるため、結露などによる接点の劣化を回避し、信頼性を向上させることができる。
また、長波帯又は超長波帯の電磁波を送信するバーアンテナを備え、該バーアンテナのコイルが前記充電用二次コイルに兼用されることを特徴とする。内部状態送信装置をこのように構成すれば、部品点数を削減し、構造の簡略化やコストダウンを図ることができる。

［第一実施形態］
次に、本発明の第一実施形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は第一実施形態に係る容器内部監視システムであって、該容器内部監視システム１は、容器２の内部に設置される内部状態送信装置３と、容器２の外部に設置される内部状態受信装置４とを備えて構成されている。

容器２としては、内部に物品を収容するものであれば、特に制限はない。例えば、保冷車両に搭載される輸送ボックス（保冷庫）、輸送ボックスに収容される保冷容器、コンテナ輸送に用いられるコンテナ容器などが挙られる。これらの容器２は、周囲が金属層で囲まれているので、従来の無線式温度計で内部温度を測定しても、送信電磁波が金属層で減衰され、容器２の外部で電磁波を良好に受信することは困難である。

内部状態送信装置３は、容器２の内部に設置され、容器２の内部状態を検出すると共に、その検出結果を、長波帯（３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）又は超長波帯（３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ）の電磁波を伝送媒体として送信するように構成されている。つまり、長波帯や超長波帯の電磁波は、導体に対する侵入深さ（表皮効果の深さ）が大きく、金属層をも通過するという伝播特性を有しているので、容器２の内部状態を、密閉された容器２の内部から外部へ良好な信号状態を維持しながら送信することが可能になる。なお、表皮効果については、第二実施形態において詳細に説明する。

本実施形態の内部状態送信装置３は、検出部５、入力回路６、制御部７、出力回路８、送信部９、電源部１０などを備えて構成されている。なお、電源部１０としては、電池、充電池、電気二重層コンデンサなど、任意の電源を用いることができる。

検出部５は、容器２の内部状態を検出する部分であり、例えば、温度センサ、湿度センサ、人体センサなどを用いて構成される。このようにすると、容器内部の温度や湿度を通知したり、容器内部における人間の存在を通知することが可能になる。なお、検出部５を構成するセンサは、上記のものに限定されないことは勿論であり、任意のセンサを用いることができる。また、一つの内部状態送信装置３に複数種類のセンサを設けてもよい。

制御部７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えて構成されており、入力回路６を介して検出部５から検出信号を入力すると共に、この検出信号に応じた送信指令信号を、所定のタイミングで送信部９に出力する。送信指令信号は、例えば、所定時間毎に出力してもよいし、検出信号が変化したときに出力するようにしてもよい。

送信部９は、出力回路８を介して制御部７からの送信指令信号を入力し、この信号内容を、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する部分であり、この電磁波は、内部状態送信装置３の内部又は容器２の内部に設けられるアンテナから送信される。これにより、容器２の壁部に配線用の孔を加工することなく、容器２の内部状態を容器２の外部に通知することが可能になる。

内部状態受信装置４は、容器２の外部に設置され、内部状態送信装置３が送信した長波帯又は超長波帯の電磁波を、容器２の壁部を介して受信すると共に、その受信内容に応じて、容器２の内部状態を通知するように構成されている。具体的に説明すると、本実施形態の内部状態受信装置４は、受信部１１、入力回路１２、制御部１３、出力回路１４、表示部１５、転送部１６、電源部１７などを備えて構成されている。なお、電源部１７としては、電池、充電池、電気二重層コンデンサ、車載バッテリなど、任意の電源を用いることができる。

受信部１１は、内部状態送信装置３が送信した長波帯又は超長波帯の電磁波を受信する部分である。また、制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えて構成されており、入力回路１２を介して受信部１１から受信信号を入力し、受信信号に応じた通知指令信号を、所定のタイミングで表示部１５及び転送部１６に出力する。例えば、通知指令信号は、所定時間毎に出力してもよいし、受信信号が変化したときに出力するようにしてもよい。

表示部１５は、出力回路１４を介して制御部１３から通知指令信号を入力し、その内容に応じて容器２の内部状態を表示する部分である。表示部１５としては、７セグメントＬＥＤ表示器、マトリクスＬＥＤ表示器、液晶表示器などを用いることができる。

転送部１６は、容器２の内部状態を、無線伝送媒体を用いて管理装置１８に転送する部分である。このような転送部１６を内部状態受信装置４に設けると、携帯電話通信網、ＰＨＳ通信網などを利用して、容器２の内部状態を、任意の場所に設置された管理装置１８に転送することが可能になるので、多数の容器２を集中管理する集中管理システムを容易に構築することができる。なお、管理装置１８は、所定の場所に設置されたものに限らず、携帯可能な携帯電話機、ＰＨＳ端末、携帯電話通信モジュールやＰＨＳ通信モジュールを備えるノートパソコン、ＰＤＡなども含まれる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。図２及び図３において、２１は第二実施形態に係る容器内部監視システムであって、該容器内部監視システム２１は、収容物を金属層で囲む複数の保冷容器２２を用い、これらを保冷車の輸送ボックス２３に収容して輸送する保冷輸送に適用されるものであり、複数の内部状態送信装置２４と、一又は複数の内部状態受信装置２５と、一又は複数の充電器２６とを備えて構成される。

保冷容器２２としては、例えば、薄膜状のアルミ層が形成された断熱カバー部材を、折畳み可能な箱状に形成したものを用いることができる。この種の保冷容器２２は、図示しない開口部と、これを開閉する蓋部を有しており、開口部から内部に物品を収容して、蓋部を閉じると、物品の周囲が殆ど隙間なくアルミ層で囲まれる。

内部状態送信装置２４は、図４に示すように、周辺温度を検出するための温度検出部２７と、アンテナ部２８を介して、温度データを送信するための送信部２９と、充電器２６と通信を行うための通信部３０と、絶対時刻を計時するためのリアルタイムクロック３１と、各部を制御するための制御部３２と、各部に電源を供給するための電源部３３とを備えて構成されている。

内部状態受信装置２５は、図５に示すように、アンテナ部３４を介して、温度データを受信するための受信部３５と、内部状態送信装置２４以外の装置（例えば、運転席に設けられる温度モニタ）と通信を行うための通信部３６（例えば、特定小電力無線総受信器）と、各部を制御するための制御部３７とを備えて構成されている。なお、本実施形態の内部状態受信装置２５では、アンテナ部３４及び受信部３５が二組設けられており、一対のアンテナ部３４は、互いに直角となるように配向される。このようにすると、指向性の強いバーアンテナを使用しても、通信エリアの死角が無くなり、良好な通信を行うことができる。

充電器２６は、図６に示すように、内部状態送信装置２４を充電するための充電用一次コイル３８と、内部状態送信装置２４と通信を行うための通信部３９と、コンピュータに接続するためのインタフェース４０（例えば、ＲＳ２３２Ｃ）と、各部を制御する制御部４１とを備えて構成されている。

内部状態送信装置２４の送信部２９と、内部状態受信装置２５の受信部３５は、第一実施形態と同様に、長波帯（３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）又は超長波帯（３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ）の電磁波を伝送媒体として通信を行うように構成されている。本実施形態の通信方向は、内部状態送信装置２４から内部状態受信装置２５への一方向であるが、双方向としてもよい。

本実施形態の容器内部監視システム２１は、上記の内部状態送信装置２４と被保冷物（例えば冷凍食品）が収容された複数の保冷容器２２を輸送ボックス２３に収容し、該輸送ボックス２３内に配置した上記の内部状態受信装置２５によって、輸送中における各保冷容器２２の内部温度を監視する。すなわち、保冷容器２２の内部で測定した温度データ信号を、表皮効果の深さ（導体に対する侵入深さ）が大きい長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信することにより、保冷容器２２の金属層による減衰を抑制し、保冷容器２２の外部で温度データ信号を良好に受信できるようにした。また、保冷容器２２に冷凍食品を収容したり、輸送ボックス２３に複数の保冷容器２２を収容しても、これらに起因する減衰が抑えられ、保冷容器２２の内外で良好な通信が可能になる。

次に、上記の表皮効果について説明する。ただし、εは導体の誘電率、μは透磁率、σは電気伝導率、ωは電磁波の角周波数とする。
導体中の電磁波（平面正弦電磁波）を考える。Ｅ//ｘ軸、Ｂ//ｙ軸となるように座標軸をとり、マクスウェル方程式を解くと、

これらのことから、
（ｉ）ＥとＢの位相は、ψだけずれる。
（ｉｉ）因子ｅ^−ｋ”ｚは、電磁波が導体内部に１／ｋ”だけ侵入すれば、ＥやＢの振幅が１／ｅに減衰する。これが表皮効果と呼ばれる現象である。
（ｉｉｉ）変位電流が無視できる場合には、式（７）が成立する。減衰する波動の波長は、２π／ｋ’であるから、導体表面から内部に侵入すると、電磁波は急激に減衰する。そこで、下記のδが表皮深さと呼ばれる。

電磁波の周波数と導体（銅板）の表皮深さの関係を図７に示す。ただし、銅の抵抗率ρ＝１．７×１０^−８、μ＝１として計算した。
この図に示すように、表皮深さδは、電磁波の周波数が低いほど大きくなる。また、銅板の厚さｔが表皮深さδより小さい場合、電磁波は銅板を通過する。受信感度にも関係するが、電磁波が通過できる銅板の厚さｔは、一定の距離を隔てて置かれたアンテナの感度をκとして、
ｔ＝κ・δ（μｍ）
で求められる。金属板の厚さがこの値以下の場合には、金属板を隔てて電磁波通信が可能である。仮に、感度が１０００であれば、１０ｋＨｚの電磁波は、厚さ１ｍｍの銅板を隔てて通信可能である。鉄など強磁性体の場合は、透磁率μが１０００〜１００００と非常に大きく、表皮深さδが百分の１位に小さくなるため、透磁率μが１程度の非磁性金属に比べて減衰率が大きい。

次に、内部状態送信装置２４及び充電器２６の具体的な構成について、図８〜図１０を参照して説明する。これらの図に示すように、内部状態送信装置２４は、充電器２６に対して嵌合自在なケース４２内に、前述した温度検出部２７、アンテナ部２８、送信部２９、通信部３０、リアルタイムクロック３１、制御部３２、電源部３３などを組み込んで構成される。このとき、ケース４２内に樹脂材４３を流し込み、少なくとも回路部分を封止することが好ましい。より好ましくは、温度検出部２７の検出部分を除き、装置全体を樹脂材４３で封止する。このようにすると、回路に対する水分の付着を阻止できるので、回路のショートに起因する動作不良を確実に防止できる。

なお、樹脂材４３としては、例えば、半導体パッケージ用の封止材（エポキシ樹脂など）を用いることができる。また、本実施形態では、ケース４２内に樹脂材４３を流し込んでいるが、内部状態送信装置２４の構成部品をセットした金型内に樹脂材４３を射出して成形してもよい。この場合には、成形品をケース４２に組み込んでもよいが、ケース４２を省略することもできる。

内部状態送信装置２４の電源部３３は、充電可能なものが好ましい。このようにすると、電源として電池を用いる場合に比べ、ランニングコストを削減できるだけでなく、電源部３３をも樹脂材４３で封止し、信頼性を高めることができる。充電可能な電源としては。電気二重層コンデンサ４４が好ましい。このように構成すると、充電池に比べて充電時間を短縮することができる。しかも、電気二重層コンデンサは、寿命が半永久的であるため、樹脂材４３で封止するのに好適である。

また、内部状態送信装置２４には、充電器２６側の充電用一次コイル３８と電磁的に結合可能な充電用二次コイル４５を設けることができる。このようにすると、接点を介さずに電気二重層コンデンサ４４を充電できるので、結露などによる接点の劣化を回避し、信頼性を向上させることができる。

本実施形態では、アンテナ部２８をバーアンテナで構成し、該バーアンテナのコイルを充電用二次コイル４５に兼用している。このようにすると、部品点数を削減し、構造の簡略化やコストダウンを図ることができる。具体的には、バーアンテナを構成するフェライトコアの一端側をケース外に突出させ、充電器２６側の充電用一次コイル３８に嵌入させる。そして、ＤＣ／ＡＣコンバータ４６を介して、充電用一次コイル３８を励磁すると、バーアンテナのフェライトコアに生じる磁界により、充電用二次コイル４５が起電し、電気二重層コンデンサ４４が充電される。

充電用二次コイル４５と電気二重層コンデンサ４４との間には、磁気スイッチ４７（リードスイッチ）とダイオードＤが介設されている。磁気スイッチ４７は、通常時、充電用二次コイル４５を送信部２９に接続しているが、充電時には、充電器２６に設けられるマグネット４８により切り換えられ、充電用二次コイル４５を電気二重層コンデンサ４４に接続させる。また、ダイオードＤは、充電用二次コイル４５で起電された交流電流を、電気二重層コンデンサ４４の上流で整流する。

内部状態送信装置２４の通信部３０と、充電器２６の通信部３９は、光信号を伝送媒体として通信を行う。具体的には、内部状態送信装置２４及び充電器２６に、それぞれ発光素子４９（例えば発光ダイオード）と受光素子５０（例えばホトトランジスタ）を設け、充電時に対向させる。通信部３０、３９を用いて、充電器２６から内部状態送信装置２４に送る情報としては、内部状態送信装置２４を識別するための識別情報、内部状態送信装置２４の温度測定間隔を定める温度測定間隔情報、内部状態送信装置２４の温度送信間隔を定める温度送信間隔情報、各内部状態送信装置２４の温度送信順序を定める送信順序情報、リアルタイムクロックを補正する時刻補正情報、保冷容器２２に収容される物品情報などが挙られる。一方、内部状態送信装置２４から充電器２６に送る情報としては、内部状態送信装置２４に記憶した温度履歴データなどが挙られる。

また、内部状態送信装置２４に設けられる発光素子４９は、通常時（非充電時）、バッテリ残量モニタに兼用することができる。例えば、発光素子４９を常時点滅させると共に、その点滅間隔を電気二重層コンデンサ４４の蓄電量に応じて変化させる。このようにすると、バッテリ残量モニタを別途設ける場合に比べ、コストダウンが図れる。

次に、内部状態送信装置２４と内部状態受信装置２５の通信に適用可能な長波送信回路５１（２９）及び長波受信回路５２（３５）の具体例について、図１１〜図１３を参照して説明する。なお、変調方式としては、図１１に示すように、振幅変調信号（例えば、１００％変調と１０％変調）を用いて、パルス幅変調データ（ＰＷＭ）の送受信を行うデジタル変調方式を好適に用いることができるが、他の変調方式としてもよい。

図１２に示すように、長波送信回路５１は、アンテナ駆動回路５３、共振コンデンサ５４などを備え、長波受信回路５２は、ＡＧＣ付き増幅器５５、フィルタ５６、主増幅器５７、帰還回路５８などを備えて構成される。制御部３２から長波送信回路５１にパルス信号を出力すると、アンテナ駆動回路５３が、共振コンデンサ５４を介して、アンテナ部２８を所定の周波数（例えば、３２ｋＨｚ）で駆動し、アンテナ部２８から振幅変調された信号を送信させる。

一方、内部状態受信装置２５のアンテナ部３４が信号を受信した場合は、まず、ＡＧＣ付き増幅器５５による増幅が行われる。増幅された信号は、フィルタ５６及び帰還回路５８を介して、ＡＧＣ付き増幅器５５に帰還され、この帰還信号に基づいてゲインの自動調整が行われる。フィルタ５６は、ＡＧＣ付き増幅器５５によって増幅された信号からノイズ成分を除去し、主増幅器５７に入力する。主増幅器５７は、ノイズ成分が除去された信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器５９を介して制御部３７に入力する。また、ＡＧＣ付き増幅器５５における適用ゲイン（感度検知信号）も、Ａ／Ｄ変換器６０を介して制御部３７に入力され、アンテナ選択条件として利用される。

図１３に示すように、内部状態送信装置２４が送信する信号には、ヘッダ部、スタートマーク、データ部及びエンドマークが含まれる。ヘッダ部は、受信側の長波受信回路５２においてゲイン調整を行うためのダミー信号であり、ＡＧＣ付き増幅器のゲイン確定時間よりも長い時間に亘って送信される。スタートマーク及びエンドマークは、データ部の開始と終了を示す既定の信号である。データ部には、温度データなどのデータが含まれる。例えば、識別情報、温度情報、経過時間、バッテリ残容量などが含まれる。

次に、容器内部監視システム２１を用いた保冷容器２２内の温度監視方法及び容器内部監視システム２１の具体的な動作について、図１４及び図１５を参照して説明する。ただし、内部状態送信装置２４と被保冷物（例えば冷凍食品）が収容された１０個の保冷容器２２を輸送ボックス２３に収容し、該輸送ボックス２３内に配置した内部状態受信装置２５によって、輸送中における各保冷容器２２の内部温度を監視するものとする。

容器内部監視システム２１を用いて保冷容器２２内の温度監視を行う場合は、まず、内部状態送信装置２４を充電器２６にセットする。ここで、充電器２６は、複数（例えば１０個）の内部状態送信装置２４をセットでき、これらを同時に充電できることが好ましい。また、充電器２６に接続されるコンピュータから、通信部３０、３９を介して、各内部状態送信装置２４に必要な情報を送る。この情報には、前述した識別情報、温度測定間隔情報、温度送信間隔情報、送信順序情報、時刻補正情報、物品情報などが含まれており、各内部状態送信装置２４のリアルタイムクロックが高精度に同期される。

次に、保冷容器２２に被保冷物及び内部状態送信装置２４を収容する。このとき、保冷容器２２（被保冷物）と内部状態送信装置２４を対応付けるために、保冷容器２２及び内部状態送信装置２４には、目視可能な番号などを付与することが好ましい。そして、全ての保冷容器２２に被保冷物及び内部状態送信装置２４を収容したら、これらの保冷容器２２を保冷車の輸送ボックス２３に積み込み、輸送を開始する。

図１５に示すように、内部状態送信装置２４は、温度測定及び温度送信のタイミングを判定する。温度測定のタイミングは、温度測定間隔情報及びリアルタイムクロックに基づいて判定し、温度測定のタイミングになると、温度測定値を記憶する。また、温度送信のタイミングは、温度送信間隔情報、リアルタイムクロック及び送信順序情報に基づいて判定する。つまり、温度送信の基準タイミングは、温度送信間隔情報及びリアルタイムクロックに基づいて判定するが、このタイミングで温度データを送信すると、他の内部状態送信装置２４の送信タイミングと重複するため、各内部状態送信装置２４の送信タイミングを送信順序情報に基づいて所定時間ずつずらしている。

各内部状態送信装置２４が所定のタイミングで温度データを送信すると、これを内部状態受信装置２５が受信して記憶する。また、内部状態受信装置２５は、受信した温度データを他の装置に対して送信することができる。温度データを送信する他の装置としては、運転席に設けられる温度モニタ、各車両の温度データを集中管理する温度管理サーバなどが挙られる。ただし、温度管理サーバに温度データを送信する場合は、遠距離無線通信が可能な携帯電話通信モジュールやＰＨＳ通信モジュールを用いることが好ましい。

そして、保冷車が納品先に到着したら、輸送ボックス２３から保冷容器２２を降ろし、納品先に渡す。ここで、内部状態送信装置２４は、納品時に輸送業者が回収してもよいし、納品先に回収を委託し、まとめて回収するようにしてもよい。

第一実施形態に係る容器内部監視システムのブロック図である。 第二実施形態に係る容器内部監視システムを示す輸送ボックスの側断面図である。 第二実施形態に係る容器内部監視システムを示す輸送ボックスの平断面図である。 内部状態送信装置のブロック図である。 内部状態受信装置のブロック図である。 充電器のブロック図である。 電磁波の周波数と導体の表皮深さの関係を示すグラフである。 分離状態の内部状態送信装置及び充電器を示す断面図及び底面図である。 結合状態の内部状態送信装置及び充電器を示す断面図である。 結合状態の内部状態送信装置及び充電器を示すブロック図である。 変調方式の説明図である。 長波送信回路及び長波受信回路を示すブロック図である。 信号フォーマットの説明図である。 容器内部監視システムの動作を示すフローチャートである。 内部状態送信装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 容器内部監視システム
２ 容器
３ 内部状態送信装置
４ 内部状態受信装置
５ 検出部
９ 送信部
１１ 受信部
２１ 容器内部監視システム
２２ 保冷容器
２３ 輸送ボックス
２４ 内部状態送信装置
２５ 内部状態受信装置
２６ 充電器
２９ 送信部
３５ 受信部
３８ 充電用一次コイル
４３ 樹脂材
４４ 電気二重層コンデンサ
４５ 充電用二次コイル

Claims (14)

1. 容器の内部状態を検出し、その検出データを送信する内部状態送信装置と、該内部状態送信装置が送信した検出データを、前記容器の外部で受信する内部状態受信装置とを備える容器内部監視システムにおいて、
   前記内部状態送信装置は、少なくとも、前記容器の内部状態を検出する検出部と、該検出部の検出データを、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する送信部とを備え、
   前記内部状態受信装置は、少なくとも、前記内部状態送信装置が送信した長波帯又は超長波帯の電磁波を受信する受信部を備えることを特徴とする容器内部監視システム。
2. 前記検出部は、温度センサ、湿度センサ又は人体センサを備えることを特徴とする請求項１記載の容器内部監視システム。
3. 前記内部状態送信装置は、少なくとも回路部分が樹脂材で封止されることを特徴とする請求項１又は２記載の容器内部監視システム。
4. 前記内部状態送信装置は、充電可能な電源を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の容器内部監視システム。
5. 前記電源は、電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項４記載の容器内部監視システム。
6. 前記内部状態送信装置は、充電器側の充電用一次コイルと電磁的に結合可能な充電用二次コイルを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の容器内部監視システム。
7. 前記内部状態送信装置は、長波帯又は超長波帯の電磁波を送信するバーアンテナを備え、該バーアンテナのコイルが前記充電用二次コイルに兼用されることを特徴とする請求項６記載の容器内部監視システム。
8. 容器の内部状態を検出し、その検出データを送信する内部状態送信装置において、
   少なくとも、前記容器の内部状態を検出する検出部と、該検出部の検出データを、長波帯又は超長波帯の電磁波を伝送媒体として送信する送信部とを備えることを特徴とする内部状態送信装置。
9. 前記検出部は、温度センサ、湿度センサ又は人体センサを備えることを特徴とする請求項８記載の内部状態送信装置。
10. 少なくとも回路部分が樹脂材で封止されることを特徴とする請求項８又は９記載の内部状態送信装置。
11. 充電可能な電源を備えることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の内部状態送信装置。
12. 前記電源は、電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項１１記載の内部状態送信装置。
13. 充電器側の充電用一次コイルと電磁的に結合可能な充電用二次コイルを備えることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の内部状態送信装置。
14. 長波帯又は超長波帯の電磁波を送信するバーアンテナを備え、該バーアンテナのコイルが前記充電用二次コイルに兼用されることを特徴とする請求項１３記載の内部状態送信装置。

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