JP2006105950A - ログシステム、データロガー及びログ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】物理量をセンサで測定してメモリに記憶し、メモリに記憶されたデータを高速で読み出すことができる小型データロガー、ログシステムやログ方法を提供すること。
【解決手段】データロガーは、物理量を測定するセンサと、センサの出力信号を記憶するＥＥＰＲＯＭと、センサとＥＥＰＲＯＭを制御するＭＣＵと、電池からなる。メモリに記憶されたデータの読み出しは、ＭＣＵを介さずに、ＥＥＰＲＯＭへ直接アクセスするＤＭＡ方式である。計測データは、レコード間隔毎に代表値を記憶する。データの入出力はデータポッドを介して行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動計測記憶を行う小型のデータロガー、それを用いたログシステムとログ方法に関する。

小型のデータロガー（自動計測記憶装置）は、米国特許第６，１０８，７５１や６，１１２，２７５等に開示され、米国Ｄａｌｌａｓ社が販売している品名「ｉＢｕｔｔｏｎ」（登録商標）が知られている。このデータロガーは、専用のレセプタとアダプタを用い１−ｗｉｒｅインターフェースでデータの送受信を行っており、最大通信速度は１０〜１４０Ｋｂｐｓと低速である。従って、温度等の静的物理量のログ（自動的に計測してその計測データを記憶する自動計測記憶）には適するが、ログデータが桁違いに大きい動的物理量（例えば、加速度）のログには適さない。

又、実開昭６１−５１５９７号公報は、ログしたデータをＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）でコンピュータへ出力するデータロガーを開示しているが、小型化のための技術を開示してなく且つ示唆するところもない。

又、特開平９−１１５０８４号公報は、データロガーに記憶されたデータを光通信で取り出す技術を開示しているが、ＣＰＵをスリープ状態にしてＣＰＵの消費電力を低減する機構や、小型化に必要な技術が全く開示されていない。
実開昭６１−５１５９７号公報 特開平９−１１５０８４号公報 米国特許第６，１０８，７５１号公報 米国特許第６，１１２，２７５号公報

データロガーを輸送管理等に使用する場合、データロガーを取付けた荷物の移動場所やデータロガーが取付けられた位置等に制限されないで、動的物理量を随時チェックできる簡便なログシステムが求められている。又、動的物理量をログするデータロガーは、サンプリング間隔が静的物理量を測定する場合より非常に短くなるので、サンプリング回数が格段に多くなる。動的物理量を長時間に亘り計測記憶する小型データロガーを実用化するためには、消費電流の低減とメモリの効率的利用が不可欠である。

本発明が解決しようとする第１の課題は、データロガーが移動しても、動的物理量を随時チェックできる小型データロガーを用いたログシステムを提供することにある。
第２の課題は、小型のデータロガーを提供することにある。
第３の課題は、低消費電力で且つ高速通信を実現する小型のデータロガーを提供することにある。
第４の課題は、低消費電力で、高速通信で、且つメモリを効率的に使用するログ方法を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明のログシステムは、動的物理量を計測するセンサとＥＥＰＲＯＭとＭＣＵと電池からなるデータロガーと、ＥＥＰＲＯＭとＭＣＵと表示体と電池からなるデータポッドと、パソコンからなるログシステムであって、データロガーは、ＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータをデータポッドへコネクタを介してＤＭＡで送信し、データポッドは、ＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータをパソコンへＵＳＢケーブルを介して送信することを特徴とする。

又、本発明のデータロガーは、物理量を測定するセンサと、センサの出力信号を記憶するＥＥＰＲＯＭと、センサとＥＥＰＲＯＭを制御するＭＣＵと、電源とを有するデータロガーであって、ＭＣＵに接続する端子である第１接続端子と、ＥＥＰＲＯＭに接続する第２接続端子と、第１接続端子に接続する第３接続端子と、第２接続端子に接続する第４接続端子と、第２接続端子に接続する第５接続端子と、第１接続端子と第２接続端子が配設された第１コネクタと、第３接続端子と第４接続端子が設けられ、且つ同一の機能が付与された端子が接続された第２コネクタと、第５接続端子が配設された第３コネクタからなる接続構造を有し、センサからの出力信号をＥＥＰＲＯＭに記憶するとき、第１コネクタと第２コネクタを接続し、ＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータを読み出すとき、第２コネクタを第１コネクタから外し、第３コネクタを第２接続端子に接続し、データをＥＥＰＲＯＭから出力することを特徴とする。

又、本発明のログ方法は、物理量を計測するセンサと、このセンサの出力信号をサンプリングするＭＣＵと、データを記憶するＥＥＰＲＯＭと、電源とからなるデータロガーを用いて、物理量を自動的に計測し記憶するログ方法において、出力信号をサンプリングするサンプリング間隔はＭＣＵの実行モードとスリープモードからなり、１レコード間隔はＮ（Ｎは２以上の自然数）個の連続したサンプリング間隔からなり、１レコード間隔内で第Ｎ回目のスリープモードの時間が他のスリープモードの時間より短いことを特徴する。

又、本発明のログ方法は、動的物理量を自動計測記憶するデータロガーと、通信機能とデータ記憶機能を有するデータポッドと、パソコンからなり、データポッドを介してパソコンからの命令をデータロガーに入力し、自動計測記憶されたデータをパソコンにデータポッドを介して入力するログ方法であって、ＭＣＵはセンサの出力信号を所定間隔でサンプリングし、１レコード間隔内でサンプリングされた計測データの代表値を演算し、ＥＥＰＲＯＭは代表値を記憶し、ＥＥＰＲＯＭに記憶された代表値をデータポッドに出力するとき、ＭＣＵをスリープモードにすることを特徴とする。

又、本発明のデータロガーは、物理量を測定するセンサと、センサの出力信号を記憶するＥＥＰＲＯＭと、センサとＥＥＰＲＯＭを制御するＭＣＵと、電源とからなるデータロガーにおいて、クロック線に接続するフォトトランジスタとデータ線に接続するフォトトランジスタに光を照射することにより、ＭＣＵをスリープモードにさせる機能と、ＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータをデータ線に接続する発光ダイオードから出力させる機能を有することを特徴とする。

本発明のログシステムは、データロガーのＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータをデータポッドへコネクタを介してＤＭＡで送信し、データポッドのＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータをパソコンへＵＳＢケーブルを介して送信することにより、データロガーが小型で、低消費電力で且つ高速通信ができる機能を有すると共に、データロガーの移動場所に制限されず外乱の物理量を随時チェックできるログシステムを提供できる。

又、本発明のデータロガーは、ＭＣＵに接続する端子である第１接続端子と、ＥＥＰＲＯＭに接続する第２接続端子と、第１接続端子に接続する第３接続端子と、第２接続端子に接続する第４接続端子と、第２接続端子に接続する第５接続端子と、第１接続端子と第２接続端子が配設された第１コネクタと、第３接続端子と第４接続端子が設けられ且つ同一の機能が付与された端子が接続された第２コネクタと、第５接続端子が配設された第３コネクタからなる接続構造を有し、センサからの出力信号をＥＥＰＲＯＭに記憶するとき第１コネクタと第２コネクタを接続し、ＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータを読み出すとき第２コネクタを第１コネクタから外し第３コネクタを第２接続端子に接続してデータをＥＥＰＲＯＭから出力することにより、小型で、低消費電力で且つ高速通信ができるデータロガーを提供できる。

又、本発明のログ方法は、出力信号をサンプリングするサンプリング間隔が実行モードとスリープモードからなり、１レコード間隔がＮ（Ｎは２以上の自然数）個の連続したサンプリング間隔からなり、１レコード間隔内で第Ｎ回目のスリープモードの時間が他のスリープモードの時間より短いことにより、低消費電力で且つメモリを効率的に利用するログ方法を提供できる。

又、本発明のログ方法は、センサの出力信号を所定間隔でサンプリングし、１レコード間隔内にサンプリングされた計測データの代表値を演算し、ＥＥＰＲＯＭは、代表値を記憶し、ＥＥＰＲＯＭに記憶された代表値をデータポッドに出力するとき、ＭＣＵをスリープモードにすることにより、低消費電力で且つメモリを効率的に使用するログ方法を提供できる。

又、本発明のデータロガーは、クロック線に接続するフォトトランジスタとデータ線に接続するフォトトランジスタに光を照射することによりＭＣＵをスリープ状態にさせる機能と、ＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータをデータ線に接続する発光ダイオードから出力させる機能を有することにより小型で、低消費電力で、高速通信ができるデータロガーを提供できる。

以下、本発明の第１実施例について図を参照しながら説明する。
図１は、本発明のログシステムの斜視図で、ログシステム１は、データロガー２とデータポッド（データの格納装置）３とパソコン４からなる。データロガー２とデータポッド３は、コネクタ５で脱着自在に接続できるようになっている。又、データロガー３とパソコンは、ＵＳＢケーブル６で接続できるようになっている。

データロガー２とデータポッド３をコネクタ５で接続することにより、データロガーの消費電力を節約しながら、データロガー２とデータポッド３間の高速通信を可能にする。又、データロガー３とパソコンをＵＳＢケーブル６で接続することにより、同様に、データロガー３とパソコンの通信速度を速くすることができる。

又、データポッド３は、小型軽量で携帯性に優れているので、データロガー２がパソコン４にケーブルで接続できない場所に取り付けられていても、データポッド３を介してデータの入出力ができる。例えば、データロガー２に接続して予め定められた限界値を超えた外乱があったかどうかをチェックする場合、データロガー２が取り付けられている場所へデータポッド３を持って行き、取扱者が随時検査することができる。その後、データポッド３を遠く離れているパソコン４の傍に携帯してデータポッド３に記憶された計測データをパソコン４へ出力し、予め定めたデータ解析を行い、異常現象に対して迅速に対応できる。このような機能は、データロガー２が取り付けられた荷やケース等がいろいろの場所へ移動する輸送管理に有用である。

図２は、データロガー２の電気回路図である。データロガー２は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）７とＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８と３次元加速度センサ９と温度センサ１０と第１コネクタ１１と第２コネクタ１２と発光ダイオード１５とボタン型リチウム電池１６からなる。ＭＣＵ７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とフラッシュメモリとＳＲＡＭとＩ／Ｏからなる。ＣＰＵには、ＡＤ変換回路が組み込まれており、センサ出力信号をＡＤ変換し、記憶し、レコード間隔毎に計測データを整理してＥＥＰＲＯＭ８に送る機能等を備えている。

ＣＰＵは、ＰＩＣ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）でクロック周波数１０ＭＨｚのミドルレンジクラス（商品名ＰＩＣ１６Ｆ８７７）を用いている。サンプリング間隔が長い場合、クロック周波数１〜５ＭＨｚのベースラインクラスを用いてＣＰＵの消費電流を小さくする。

ＥＥＰＲＯＭ８は、計測データやパソコン４から入力された命令やデータ等を記憶する。又、ＥＥＰＲＯＭ８にはメモリ・アクセス・プロトコル（例えば１２Ｃプロトコル）が組み込まれており、ＭＣＵ７を経由しないでデータポッド３に計測データを直接送信できる。ＤＭＡを採用することにより、ＭＣＵ７のクロック周波数に関係なく、データロガー２にログされた計測データをデータポッド３へ高速で送ることができる。

ＤＭＡでデータを送信している間、ＭＣＵ７は、スリープモードになり、低消費電力状態になるように設定されている。通信に必要な電力は、データポッド３から供給されるので、データロガー２の消費電力を更に低く抑えることができる。

ＭＣＵ７とＥＥＰＲＯＭ８は、ＶＣＣ，ＳＤＡ，ＳＣＬとＧＮＤの４本の配線で接続されている。ＳＤＡは、データ線で、ＳＣＬはクロック線である。コネクタ１１には、前記配線に対応したＶＣＣ，ＳＤＡ，ＳＣＬとＧＮＤ端子からなるメスの端子（１３、１４）が配設されている。コネクタ１２には、雄の端子（１３ａ，１４ｂ）がコネクタ１１と接続できる位置に配設され、端子１３ａと端子１４ｂは、例えばデータ線端子はデータ線端子同士で、図示の如く配線されている。図２に示す状態は、ＭＣＵ７がスリープモードあるいはリセットモードである。センサ（９，１０）の測定を行う場合、コネクタ１１にコネクタ１２を接続する。なお、コネクタ（１１、１２）の端子は、雄雌を交換しても機能上の問題は生じない。

発光ダイオード１５は、間欠的に発光して、発光の回数でＥＥＰＲＯＭの記憶量又は残量を表示するようにデフォルト値として設定されているが、ＭＣＵ７がセンサのサンプリングやデータの演算・書込み等の実行モードにあることを知らせる機能に初期設定を変更できる。電池１６は、リチウム電池のコイン型品番ＣＲ２０３２で、容量は２２０ｍＡＨ、外径は２０ｍｍ、高さは３．２ｍｍである。

ＭＣＵ７は、３次元加速度センサ９と温度センサ１０をそれぞれ定められたサンプリング周期でサンプリングする。サンプリングされた出力信号は、ＡＤ変換されて、ＭＣＵ７のメモリに記憶・演算され、レコード間隔の終わりに出力されて、ＥＥＰＲＯＭ８に記憶される。センサは、加速度と温度に限定されず、湿度、気圧、電場、磁場、ガス等のセンサを追加することができる。

図３は、データロガー２に用いられる電気部品の配置図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡＡ断面図である。回路基板１７は、多層回路基板で上面にＭＣＵ７，ＥＥＰＲＯＭ８、３次元加速度センサ９、温度センサ１０、第１コネクタ１１と発光ダイオード１５が実装されている。第１コネクタ１１の接続部は、第２コネクタ１２との脱着を容易にするために回路基板１７の外に張り出すように取り付けられている。電池１６は、回路基板１７と接続端子１８で接続されている。

図４は、データロガー２の外観図の１例で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。筐体１９は、蓋２０と容器２１からなる。容器２１は、底面にツバ２２を有し、その底面には、加速度センサの測定方向（例えばＸ軸、Ｙ軸）を示す２個の矢印２４が直交して印刷されている。筐体の寸法は、ツバを除いて、直径が２５ｍｍで高さが８ｍｍである。なお、ツバの直径は３０ｍｍである。本発明において小型データロガーは、コイン型で直径が５０ｍｍ以下で、高さが１０ｍｍ以下の形状、または、４角型で１辺が５０ｍｍ以下で、高さが１０ｍｍ以下を指す。形状の下限は、電池の性能で律則され直径または１辺が１５ｍｍである。

このような形状にすることにより、貨物の輸送管理のほかに、半導体集積回路、液晶表示回路、危険物の生産工程における輸送管理に使用することが可能となる。更に具体的に例示すると、ウエハーケースやワークトレイにデータロガーを取付けウエハーやワークに加えられた振動や温度を、工程毎に作業者により時系列的に計測できる。このようなことから、作業者は、予め定められた工程でログデータをチェックして、最終工程に行く前に、工程の良否を判断できる。

図５は、データロガーの容器２１の拡大図を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。容器２１の内面に第２コネクタ１２が、固定治具（図示略）で固定されている。第２コネクタ１２の差込端子部の向きを水平方向に図示してあるが、上方向とし、回路基板１７に固定されている第１コネクタの差込端子部の向きを下方向とし、コネクタの脱着を容易にする場合もある。ツバ２２は、データポッド２を荷や運搬容器等に固定する場合の固定部にもなる。

図６は、データロガーの蓋２０の拡大図を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。蓋２０は、上板２５と円柱部２６からなり、円柱部２５の側面には溝が形成されていてＯリング２７が嵌めこまれている。このＯリング２７は、データロガー２に防水機能を持たせるためのもので、容器２１の内面と弾性的に勘合している。データロガーのログデータを取出す場合、蓋２０を外して回路基板１７を取出し、コネクタ１１をデータポッド３に接続して、データをデータポッド３へ出力する。円柱部２６の形状は、円筒でも良い。

図７は、第２コネクタ２８を外側に配設したデータロガー３の外観図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。第２コネクタ２８を容器の側面に配設し、第２コネクタ２８を外から取り外しができるようにした構造である。容器２１の側面には、第２コネクタ２８の差込端子部２９のための開口が明けられている。第２コネクタ２８は、第１コネクタと脱着自在に接続している。データロガー２からデータポッド３へデータを送るとき、第２コネクタ２８を取り外し、データポッド３の先端に設けられた第３コネクタを第１コネクタ１１へ差し込む。図１は、この状態に加えて、データポッド３のＵＳＢケーブル６をパソコン４に接続した状態を示している。

図８は、図７のデータロガーの容器２１の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図で、（ｃ）は第２コネクタ２８の平面図である。第２コネクタ２８は、差込端子部２９とコネクタ把持部３０からなり、外から取り付け取り外しができるようになっている。回路基板１７は、容器２１に固定され、第１コネクタ１１は、回路基板１７に実装され固定されている。第２コネクタ２８は、コネクタ把持部３０を手で持って差込端子部２９を第１コネクタ１１へ差込む。コネクタ把持部３０は、プラスチックでできており、把持部３０に容器への固定具や防水用Ｏリング（図示略）を設けても良い。なお、蓋は図６と同様なものを使用する。

図９はデータポッド３の平面図で、図１０はデータポッド３の電気回路図である。図９と図１０を参照しながらデータポッド３を説明する。データポッド３は、データロガー２とコンピュータ４との通信の仲介をするための装置で、通信データや通信状態を表示する液晶表示体３２が設けられている。データポッド３は、ＭＣＵ３６、ＥＥＰＲＯＭ３７、電池３８、電圧センサ３９、第３コネクタ３１、ＵＳＢ端子３５、ボタンスイッチ３３等からなる。

データロガー２は、標準測定条件をデフォルト値として予め記憶しているが、ログに先立ち、指定された測定条件や取扱者等の条件をパソコン４から入力する必要がある。

データロガー２がパソコン４の傍らにある場合、データロガー２とデータポッド３とパソコン４を接続する。パソコン４で入力された命令やデータは、ＵＳＢケーブル３４と第３コネクタ３１を介して、データロガー２のＥＥＰＲＯＭ８に送信される。データロガー２からパソコン４へのデータの送信は、この逆で行われる。

データロガー２がパソコン４とＵＳＢケーブルで接続できない場所にある場合、先ず、データポッド３をパソコン４に接続して、パソコン４からデータポッド３へ命令やデータを送信する。送信が終了後、データポッド３をパソコン４から取り外し、データポッド３を移動してデータロガー２に接続し、パソコン４から入力された命令やデータをデータロガー２に送信する。パソニン４への計測データの送信は、同様に、この逆で行われる。

データポッド３は、パソコン４に接続されて、パソコン４からのデータを受信できる状態となる。受信データや受信状態等が液晶表示体３２に表示され、受信が完了すると受信終了が表示される。パソコン４から送信されたデータは、ＥＥＰＲＯＭ３７に記憶される。次に、第３コネクタ３１をデータロガー２の第１コネクタ１１へ接続し、ボタンスイッチ３３を押すと、ＥＥＰＲＯＭ３７に記憶されたデータがデータロガー２のＥＥＰＲＯＭ８に送られる。データポッド３のＭＣＵ３６に用いているＣＰＵは、ハイエンドのＰＩＣ（商品名ＰＩＣ１８Ｆ４５２）で、ＤＭＡでデータロガー２へデータの送信を行う。データロガー２が計測したデータをパソコン４への送信は、この逆で行う。データロガー２からデータポッド３へのデータ転送速度を低下させないで、データロガー２の消費電流を下げるために、データロガー２のＣＰＵをデータポッド３のＣＰＵより低いクラス（省電力の低速クロックのＣＰＵ）にすることができることも本発明の特徴である。又、本発明においてデータロガー２に用いられるＣＰＵの機種は限定されるものではなく、ＰＩＣ１８Ｆ４５２、ＭＳＰ４３０、ＡＶＲやＨ８シリーズ（何れも商品名）等のマイコンを用いても良い。

データロガー２を輸送管理に使用する場合、異常事態への対応を早めに、輸送中に発生した異常を輸送終了後だけでなく、輸送の途中で検知る必要がある。本発明のログシステムは、荷や運搬容器に取付けられたデータロガー２にデータポッド３を接続することにより、取扱者が輸送経過を随時チェックすることができる。又、データポッド３をデータロガー２に接続することにより、接続した時の電池１６の電圧を電圧センサ３９で測定し、液晶表示体３２に表示する他、ＥＥＰＲＯＭ８のデータもＥＥＰＲＯＭ３７に記憶させることができる。これらのデータは、データポッド３を介して最寄のパソコン４へ出力され、更に輸送管理を統括するコンピュータへと送られ、取扱者のみならず管理者がチェックすることができるようになっている。

図１１は、加速度のログ動作を、横軸に時間、縦軸に操作実行状態をとり示した図である。図１１（ａ）はＭＣＵ７がセンサの出力信号をサンプリングし、ＲＡＭに記憶し、演算して、更に、演算されたデータをＥＥＰＲＯＭ８へ１レコード間隔に１回送る操作を示している。（ｂ）は、ＭＣＵ７がスリープ状態番こある時間を示している。図１１は、図示の都合上、実態とは異なるサンプリング回数や時間単位で記載している。

３次元加速度センサ９のサンプリング間隔４０は１０ｍｓｅｃで、サンプリング時間４１は２ｍｓｅｃである。サンプリング時間４１には、センサへのアクセス時間とＭＣＵ６のＲＡＭへの書込み時間や演算等が含まれる。又、３次元加速度センサ９は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の加速度センサからなるので、それらのセンサを順次走査してセンサの出力信号をサンプリングする。又、レコード間隔４３は、５秒である。１レコード間隔には、それぞれ５００個の信号出力がサンプリングされる。１レコード間隔に測定された５００個のそれぞれのデータを演算して最大値を選び、最大値をレコード間隔の中間時刻と共にＥＥＰＲＯＭ８に記憶させる。

なお、サンプリングされたデータが予め定められた限界値より大きい場合は、サンプリング時刻と共にＥＥＰＲＯＭ８に記憶させるか、限界値を超えた場合の回数を演算しＥＥＰＲＯＭ８に記憶するかを初期設定で設定できるようになっている。１レコード間隔４３の最後のサンプリング後に、１レコード間隔内に計測されたデータを整理してＥＥＰＲＯＭ８に送る。この整理により計測データを小さく圧縮して記憶させることができる。又、サンプリング毎に計測データの大小比較を行う設定にすることもできる。計測データの代表値は、１レコード間隔内での代表値で、加速度の場合、最大加速度や異常値で、温度の場合、平均値、最低温度、最高温度や異常値等であり、何れも初期設定で選択できる。

ＭＣＵ７が実行（計測、演算や入出力等の操作）をしていない時間は、ＭＣＵ７をスリープモードにする。スリープモードの消費電流は、実行モードの消費電流（３ｍＡ）の約１／２０になる。このようにすることにより、リチウム電池ＣＲ２０３２を用いて、データロガー２の連続計測時間９日間を保証することができるようになる。また、センサは消費電力が大きいので、スリープモードではセンサの電源をＯＦＦにする。センサで物理量を計測する標準的な手順は、スリープモードを解除、センサの電源をＯＮ，センサをウォーム・アップ（約２ｍ秒）、センサの出力信号の取得、データを処理（レコード間隔の最後では、処理データをＥＥＰＲＯＭに記録）、そしてスリープモードに入りセンサの電源をＯＦＦにする。センサの計測は上記手順の繰り返しである。なお、スリープモードを解除した後センサをＯＮにした場合センサのウォーム・アップに所定時間が必要となるので、ウオーム・アップ時間が邪魔になる場合は、センサの電源をＯＮにしておく。同様に計測の手順に問題が生じない機能は、スリープモードでＯＦＦにする。

図１１（ｂ）に示す通り、スリープ時間は、長い時間の４４と短い時間の４５からなる。１レコード間隔で最後のサンプリング後のスリープ時間が短くなるように設計されている。最後のサンプリング後のスリープ時間を短くしても、ＭＣＵ７の消費電流の増加は、１／５００以下と極めて小さい。加速度等の動的物理量をログする場合、図１１に示すログ操作は、消費電流の低下に極めて有効である。なお、本発明において、動的物理量は、物理量が非連続的に変化するもので、静的物理量は物理量が連続的に変化するものを指すが、この中間的は物理量もある。

連続的物理量である温度をログする場合、サンプリング時間は１ｍｓｅｃで、サンプリング周期は５秒である。サンプリングしていない時間をスリープモードにしている。サンプリング毎に予め定めた限界値の比較や計測データのＥＥＰＲＯＭ８への記憶を実行しても、ＭＣＵ７の平均消費電流は、スリープモードの消費電流と実質的に変わらない。ＣＰＵの低消費電力状態は、起動されている機能により異なるモードがあり、長時間実行しない場合は、起動されている機能を少ないモードにして、更なる低消費電力化を図っても良い。温度をログする場合においても、加速度をログする場合のようにレコード間隔を設けてメモリの節約をする設定は、初期設定により選択できる。

計測する物理量の中には、圧力、電場等非連続的物理量に近いものもある。これらは、先に説明した加速度のログと同様なログ操作を行うことにより、消費電流の低減を達成することができる。

本発明の第２実施例を以下に記述する。第２実施例は、データロガー４８とデータポッド５４間のデータの入出力を光通信で行うログシステムである。
図１２はデータロガーの回路図、図１３はデータロガーの外観、図１４はデータポッドの平面図の１例である。図１２、図１３と図１４を参照しながらデータロガーの第２実施例を説明する。

データロガー４８は、ＭＣＵ７、ＥＥＰＲＯＭ８、３次元加速度センサ９、温度センサ１０、２個のフォトトランジスタ４６、赤外発光ダイオード４７と、電池１６からなる。第１実施例と同一の符号が付された部品は同一のものである。ＭＣＵ７とＥＥＰＲＯＭ８は、電源線、クロック線、データ線とアース線の４本の配線で接続されている。クロック線とデータ線は、フォトトランジスタ４６のコレクタ端子が接続していて、フォトトランジスタ４６に光を照射することにより、ＭＣＵ７をスリープモードにすることができるようになっている。一方、ＥＥＰＲＯＭ８に記憶されたデータは、赤外発光ダイオード４７から光信号で出射される。この時、ＭＣＵ７はスリープモードになっている。

データロガー４８は、コイン型の筐体４９で、筐体４９は、蓋５０と容器５１からなる。そして、蓋の上面には、通信用の赤外発光ダイオード４７と２個のフォトトランジスタ４６が組み込まれている。

データポッド５４は、ＭＣＵ、ＥＥＰＲＯＭ、２個のフォトトランジスタ４６、赤外発光ダイオード４７、液晶表示体３２、２個のボタンスイッチ３３、ＵＳＢケーブル３４、と電池１６からなる。図１４は、データロガー５４の筐体の平面図で、送受信時にデータロガー４８をセットするための円形凹部５５が形成されている。

パソコン４に入力された命令やデータは、パソコン４のキー操作でＵＳＢケーブル３４を介してデータポッド５４のＥＥＰＲＯＭに送られる。次に、データポッド５４に入力されたデータは、データロガー４８をデータポッド５４の円形凹部５５にセットし、ボタンスイッチ３３を押すことにより、データロガー４８のＥＥＰＲＯＭ８へ出力する。

円形凹部２１とデータロガー９の位置あわせのマーク（図示略）が印刷されている。データポッドの円形凹部５５にデータロガー４８をセットし、ボタンスイッチ３３をＯＮにすると、通信用の赤外発光ダイオード５３が発光し、フォトトランジスタ４６をＯＮし、データ線とクロック線がＬとなりＭＣＵがスリープモードになる。一方、ＥＥＰＲＯＭ８に記憶されたデータは、赤外発光ダイオード４７から光信号としてフォトトランジスタ５２に送信される。フォトトランジスタ５２が受信したデータはＥＥＰＲＯＭに記憶される。このデータは、ＵＳＢ端子３４を介してパソコン４に送信される。

ボタンスイッチ３３をＯＦＦにすると、データ線とクロック線がＨとなる。ＭＣＵ７は、データ線とクロック線の状態を定期的にサンプリングしている。データ線とクロック線がＨであると判断されると、ＭＣＵ７は動作モードとなり、センサのサンプリングを開始する。

本発明のログシステム１をデータロガー２とデータポッド３とパソコン４からなる構成で説明したが、データポッド３は、上記のデータポッドに限定されず、パームトップコンピュータや、携帯が簡単なノートパソコン等でも良い。この場合、ログシステム１の構成からパソコン４を除くこともできる。

本発明のデータロガーは、輸送用コンテナや輸送貨物、自動車、電車や航空機の機体、搭乗者、または建物や機械装置に取り付けて、外乱の物理量を時系列的に測定することができる。輸送する物は、野菜、鮮魚、壊れやすい物品（うどん、そば、スパゲッティ）、ガラス、陶磁器、電気製品、精密測定装置等に有効で、半導体基板の運搬容器や液晶基板の運搬等にも有効である。本発明の用途は、流通管理、在庫管理や工程管理等に広く有効である。

第１実施例のログシステムの斜視図である。 データロガーの電気回路図である。 データロガーの電気部品の配置図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡＡ断面図である。 データロガーの外観図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。 データロガーの容器の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。 データロガーの蓋の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。 データロガーの外観図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 データロガーの容器の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は第３コネクタの平面図である。 データポッドの平面図である。 データポッドの電気回路図である。 データロガーのログ操作を示す図である。 第２実施例のデータロガーの電気回路図である。 データロガーの外形を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 データポッドの平面図である。

符号の説明

１・・・ログシステム、２・・・データロガー、３・・・データポッド、４・・・パソコン、５・・・コネクタ、６・・・ＵＳＢケーブル、７・・・ＭＣＵ、８・・・ＥＥＰＲＯＭ、９・・・３次元加速度センサ、１０・・・温度センサ、１１・・・第１コネクタ、１２・・・第２コネクタ、１３、１４・・・端子、１３ａ，１４ａ・・・端子、１５・・・発光ダイオード、１６・・・リチウム電池、１７・・・回路基板、１８・・・接続端子、１９・・・筐体、２０・・・蓋、２１・・・容器、２２・・・ツバ、２３・・・裏面、２４・・・測定方向、２５・・・上板、２６・・・円柱部、２７・・・Ｏリング、２８・・・第２コネクタ、２９・・・差込端子部、３０・・・コネクタ把持部、３１・・・第３コネクタ、３２・・・液晶表示体、３３・・・ボタンスイッチ、３４・・・ＵＳＢケーブル、３５・・・ＵＳＢ端子、３６・・・ＭＣＵ、３７・・・ＥＥＰＲＯＭ，３８・・・電池、３９・・・電圧センサ、４０・・・サンプリング周期、４１・・・サンプリング時間、４２・・・演算・出力時間、４３・・・レコード間隔、４４，４５・・・スリープモード、４６・・・フォトトランジスタ、４７・・・赤外発光ダイオード、４８・・・データロガー、４９・・・筐体、５０・・・蓋、５１・・・容器、５２・・・フォトトランジスタ、５３・・・赤外発光ダイオード、５４・・・データポッド

Claims (5)

1. 動的物理量を計測するセンサと第１ＥＥＰＲＯＭと第１ＭＣＵと電池からなるデータロガーと、第２ＥＥＰＲＯＭと第２ＭＣＵと表示体と電池からなるデータポッドと、パソコンからなるログシステムにおいて、
   上記データロガーは、上記第１ＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータを上記データポッドへコネクタを介してＤＭＡで送信し、
   上記データポッドは、上記第２ＥＥＰＲＯＭに記憶された上記データを上記パソコンへＵＳＢケーブルを介して送信することを特徴とするログシステム。
2. 物理量を計測するセンサと、上記センサの出力信号を記憶するＥＥＰＲＯＭと、ＭＣＵと、電源とを有するデータロガーにおいて、
   上記ＭＣＵに接続する端子である第１接続端子と、
   上記ＥＥＰＲＯＭに接続する第２接続端子と、
   上記第１接続端子に接続する第３接続端子と、
   上記第２接続端子に接続する第４接続端子と、
   上記第２接続端子に接続する第５接続端子と、
   上記第１接続端子と上記第２接続端子が配設された第１コネクタと、
   上記第３接続端子と上記第４接続端子が設けられ、且つ同一機能の端子が接続された第２コネクタと、
   第５接続端子が配設された第３コネクタからなる接続構造を有し、
   上記センサからの上記出力信号を上記ＥＥＰＲＯＭに記憶するとき、第１コネクタと第２コネクタを接続し、
   上記ＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータを読み出すとき、第２コネクタを第１コネクタから外し、上記第３コネクタを第２接続端子に接続し、上記データを上記ＥＥＰＲＯＭから出力することを特徴とするデータロガー。
3. 物理量を計測するセンサと、このセンサの出力信号をサンプリングするＭＣＵと、データを記憶するＥＥＰＲＯＭと、電源とからなるデータロガーを用いて、上記物理量を自動的に計測し記憶するログ方法において、
   上記出力信号をサンプリングするサンプリング間隔は上記ＭＣＵの実行モードとスリープモードからなり、
   １レコード間隔は連続したＮ（Ｎは自然数）個の上記サンプリング間隔からなり、
   上記１レコード間隔内で第Ｎ回目のスリープモードの時間が他のスリープモードの時間より短いことを特徴するログ方法。
4. 動的物理量を自動計測記憶するデータロガーと、通信機能とデータ記憶機能を有するデータポッドと、パソコンからなり、上記データポッドを介して上記パソコンからの命令を上記データロガーに入力し、自動計測記憶されたデータを上記パソコンに上記データポッドを介して入力するログ方法において、
   上記ＭＣＵは、上記センサの出力信号を所定間隔でサンプリングし、１レコード間隔内にサンプリングされた測定データの代表値を演算し、
   ＥＥＰＲＯＭは、代表値を記憶し、
   上記ＥＥＰＲＯＭに記憶された上記代表値を上記データポッドに出力するとき、上記ＭＣＵをスリープモードにすることを特徴とするログ方法。
5. 物理量を計測するセンサと、上記センサの出力信号を記憶するＥＥＰＲＯＭと、ＭＣＵと、電源とからなるデータロガーにおいて、
   クロックラインに接続するフォトトランジスタとデータラインに接続するフォトトランジスタに光を照射することにより、上記ＭＣＵをスリープモードにさせる機能と、
   上記ＥＥＰＲＯＭに記憶されたデータを上記データラインに接続する発光ダイオードから出力させる機能を有することを特徴とするデータロガー。

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