JP2010138679A - Flood detection system, and water-detecting radio tag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地中函とも呼ばれているマンホール・ハンドホールなどにおける浸水の有無を検出する浸水検知システム、及び水検知用無線タグに関する。 The present invention relates to an inundation detection system for detecting the presence or absence of inundation in a manhole, handhole or the like, which is also called an underground box, and a water detection wireless tag.
マンホールでの現場作業において、マンホール内に無線タグ（またはＲＦＩＤタグ、ＩＣタグ）を設置し、この無線タグから送信される電波によりマンホール内での作業を支援する技術について、以下に簡単に説明する。 In the field work in the manhole, a technique for installing a wireless tag (or RFID tag, IC tag) in the manhole and supporting the work in the manhole by the radio wave transmitted from the wireless tag will be briefly described below. .
図１８は、従来技術として、特許文献１に開示されている「標識付き管路口形成部材」を示す説明図である。「標識付き管路口形成部材」では、図１８に示すように、マンホール１の内側面に固定された管路口に、管路口形成部材２−１〜２−６を設置する。これら管路口形成部材２−１〜２−６には、管路口毎にＲＦＩＤタグのような無線応答タグ（図示略）が取り付けられており、外部から無線（電磁波）で無線応答タグに内蔵されたＩＣメモリと情報のやり取りが可能になっている。
FIG. 18 is an explanatory view showing a “labeled pipe opening forming member” disclosed in
この特許文献１の技術によれば、管路口毎に設置した無線応答タグを用いて、内包するケーブル３や、管孔毎の管理が可能となり、異なる複数の管理者が共同使用するマンホール内でも、管理者毎、管路や、ケーブル毎のきめ細かい管理が可能となる。
According to the technique of this
次に、図１９は、従来技術として、非特許文献１に開示されている「インテリジェント マンホールシステム」を示す説明図である。「インテリジェント マンホールシステム」は、下水道マンホール蓋６に埋め込んだＩＣタグ７にデータ（位置データ、施設情報等）を蓄積する。該非特許文献１の技術によれば、ＩＣタグリーダ８を介して、携帯電話機や、ＰＤＡ等の端末９に直接データを表示することにより、緊急時に現場で必要となる情報１０を迅速に得られる。また、自治体が保有するＧＩＳ（Geographical Information Systems：地理情報システム）１１とリンクして災害復興時に必要とする埋設物の施工図面や、航空写真地図等の情報１２をダウンロードすることが現場で可能となり、ＧＩＳの高度利用を図ることができる。
Next, FIG. 19 is an explanatory diagram showing an “intelligent manhole system” disclosed in Non-Patent
このように、無線タグを用いたマンホールでの現場作業を支援する従来技術は、それぞれ無線タグの情報を読み取り、また、この無線タグの情報を元に専用サイトから関係する情報を簡単に入手して、作業に活用することができる、
ところで、マンホールでの現場作業において、特に問題になることは、マンホール内に水が染み出て浸水し、水没しているような状況が多々あるということである。もし浸水したマンホールでの作業を行う場合には、マンホール内の排水と乾燥を行う作業が必要となる。この排水や、乾燥作業には、そのための装備を、マンホール内の工事とは別に準備して運搬する必要が生じる。 By the way, in the field work in the manhole, a particular problem is that there are many situations in which water oozes out and is submerged in the manhole. If the work is carried out in a submerged manhole, it is necessary to drain and dry the manhole. For this drainage and drying operation, it is necessary to prepare and transport the equipment for that purpose separately from the construction in the manhole.
したがって、マンホール内の現場工事する前に蓋を開けずに浸水の有無を検知できると良い。このような情報を検知することにより、予定工事の計画段階において、排水や、乾燥作業も含めて、必要となる機材の準備や、運搬の手配が可能になる。このため、これまでは、実際の作業でマンホールの蓋を開けてその必要性がはじめて認識できる、浸水したマンホール内の排水や、乾燥の作業などの予定外の作業も、計画して実施することができるようになる。 Therefore, it is desirable that the presence or absence of flooding can be detected without opening the lid before the site construction in the manhole. By detecting such information, it becomes possible to prepare necessary equipment and arrange transportation, including drainage and drying work, in the planning stage of the planned construction. For this reason, until now, unplanned work such as draining in a submerged manhole or drying work, which can be recognized for the first time by opening the manhole cover in actual work, should be planned and implemented. Will be able to.
しかしながら、上述した特許文献１の「標識付き管路口形成部材」では、マンホール１の蓋を開け、内部の管路の情報を無線応答タグで扱うだけに過ぎず、浸水の有無や、その浸水に関係する情報を扱うことはない。また、非特許文献１の「インテリジェント マンホールシステム」では、ＩＣタグ７に蓄積した（位置データ等の）情報以外に、ＧＩＳ１１とリンクし、埋設物の図面など情報１２を携帯電話や、ＰＤＡなどの端末９により現場で確認できるが、蓋６を開ける前の段階でマンホール内での浸水の有無や、もし浸水がある場合には、どの程度の水位なのかが確認できない。
However, in the above-mentioned “labeled pipe opening forming member” in
つまり、上述したどの従来技術においても、または無線タグがパッシブ型／アクティブ型によらず、無線タグの応答／送信がないと、マンホールの識別や、浸水の有無が判断できないという問題がある。さらに、もし無線タグが浸水を検知するセンサと組み合せてマンホール内の状況を地上へ報知できたとしても、単純にセンサで検知した情報だけでは、無線タグが設置されている高さなどの要因により、浸水と判断する閾値に近い曖昧な場合が存在する。このために、結局、マンホールの蓋を開けないと、浸水の有無を的確に確認できないこともあり得るという問題がある。 In other words, in any of the above-described conventional techniques, or regardless of whether the wireless tag is a passive type / active type, there is a problem that if there is no response / transmission of the wireless tag, the identification of manholes and the presence or absence of flooding cannot be determined. In addition, even if the wireless tag can be informed of the situation in the manhole to the ground in combination with a sensor that detects inundation, the information detected by the sensor alone will depend on factors such as the height at which the wireless tag is installed. There is an ambiguous case close to the threshold value for determining flooding. For this reason, there is a problem that the presence or absence of water immersion may not be confirmed accurately unless the manhole cover is opened.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、マンホールの蓋を閉めたままでも、マンホールの識別と浸水の有無、浸水の程度を判別することができる浸水検知システム、及び水検知用無線タグを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the purpose of the present invention is to detect manholes, whether or not to flood, and the degree of flooding, even with the manhole cover closed. A system and a wireless tag for water detection are provided.
上述した課題を解決するために、本発明は、マンホール内の浸水を検出する浸水検知システムであって、マンホール内の異なる高さに設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号の送信を停止、水が検知されないときに送信信号を送信する複数の無線タグと、地上で前記複数の無線タグからの送信信号の有無に基づいて、マンホールの識別、マンホール内の浸水の有無、浸水の程度を判定する読取装置とを備えることを特徴とする浸水検知システムである。 In order to solve the above-described problems, the present invention is an inundation detection system for detecting inundation in a manhole, and is provided with water detection means that is installed at different heights in the manhole and detects the presence or absence of water in the manhole. A plurality of wireless tags for transmitting a transmission signal when water is detected and transmitting a transmission signal when water is not detected, and a manhole based on the presence or absence of transmission signals from the plurality of wireless tags on the ground And a reader for determining the degree of water immersion and the degree of water immersion in the manhole.
また、上述した課題を解決するために、本発明は、マンホール内の浸水を検出する浸水検知システムであって、マンホール内に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号を送信し、水が検知されないときに送信信号の送信を停止する第１の無線タグと、マンホール内に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号の送信を停止、水が検知されないときに送信信号を送信する第２の無線タグと、地上で前記第１の無線タグと前記第２の無線タグとからの送信信号の有無に基づいて、マンホールの識別、マンホール内の浸水の有無、浸水の程度を判定する読取装置とを備えることを特徴とする浸水検知システムである。 Further, in order to solve the above-described problem, the present invention is an inundation detection system for detecting inundation in a manhole, and is provided in a manhole, and includes water detection means for detecting the presence or absence of water in the manhole, A first wireless tag that transmits a transmission signal when water is detected and stops transmission of the transmission signal when water is not detected, and a water detection means that is installed in the manhole and detects the presence or absence of water in the manhole A second wireless tag that stops transmission of a transmission signal when water is detected, transmits a transmission signal when water is not detected, and the first wireless tag and the second wireless tag on the ground And a reader for determining the manhole identification, the presence / absence of inundation in the manhole, and the degree of inundation based on the presence / absence of a transmission signal.
本発明は、上記の発明において、前記第１の無線タグは、マンホール内の低い位置に設置され、前記第２の無線タグは、マンホール内の高い位置に設置されることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the above invention, the first wireless tag is installed at a low position in a manhole, and the second wireless tag is installed at a high position in a manhole.
本発明は、上記の発明において、前記第１の無線タグは、１つのマンホール内に高さを変えて複数個設置されることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the above invention, a plurality of the first wireless tags are installed in one manhole at different heights.
本発明は、上記の発明において、前記第１の無線タグと前記第２の無線タグは、異なる周波数の送信信号を送信することを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the above invention, the first wireless tag and the second wireless tag transmit transmission signals having different frequencies.
本発明は、上記の発明において、前記第１の無線タグと前記第２の無線タグは、各々、自身を識別するための識別情報を、前記送信信号に含めて送信することを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the first wireless tag and the second wireless tag each include identification information for identifying itself and transmitted in the transmission signal.
また、上述した課題を解決するために、本発明は、マンホール内の浸水を検出する浸水検知システムであって、マンホール内の底に近い場所に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号を送信し、水が検知されないときに送信信号の送信を停止する第１の無線タグと、マンホール内の中程に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号を送信し、水が検知されないときに送信信号の送信を停止する第２の無線タグと、マンホール内の高い位置に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号の送信を停止、水が検知されないときに送信信号を送信する第３の無線タグと、地上で前記第１の無線タグ、前記第２の無線タグ、及び前記第３の無線タグからの送信信号の有無に基づいて、マンホールの識別、マンホール内の浸水の有無、浸水の程度を判定する読取装置とを備えることを特徴とする浸水検知システムである。 Further, in order to solve the above-described problem, the present invention is an inundation detection system for detecting inundation in a manhole, which is installed near a bottom in a manhole and detects water in the manhole. A first wireless tag that includes a detection means, transmits a transmission signal when water is detected, and stops transmission of the transmission signal when water is not detected; A water detection means for detecting the presence or absence of water, a second wireless tag that transmits a transmission signal when water is detected, and stops transmission of the transmission signal when water is not detected, and a high position in the manhole A third wireless tag that includes water detection means for detecting the presence or absence of water in the manhole, stops transmission of a transmission signal when water is detected, and transmits a transmission signal when water is not detected; The first And a reader for determining the manhole identification, the presence / absence of water in the manhole, and the degree of water immersion based on the presence / absence of a transmission signal from the line tag, the second wireless tag, and the third wireless tag. It is an inundation detection system characterized by.
本発明は、上記の発明において、前記第１の無線タグ、前記第２の無線タグ、及び前記第３の無線タグは、他の無線タグからの無線信号を受信し、該受信した他の無線タグから無線信号の受信レベルが、浸水による水中の減衰により地上に届かなくなる程度に小さい場合に、マルチホップ通信を行うマルチホップ送受信手段を備えることを特徴とする。 The present invention is the above invention, wherein the first wireless tag, the second wireless tag, and the third wireless tag receive wireless signals from other wireless tags, and receive the other wireless tags. A multi-hop transmission / reception means for performing multi-hop communication is provided when the reception level of the radio signal from the tag is so small that it does not reach the ground due to underwater attenuation due to flooding.
また、上述した課題を解決するために、本発明は、水の有無を検出する水検出手段と、自身を識別するための識別情報を記憶する記憶手段と、前記識別情報を含む送信信号を送信する送信手段と、前記水検出手段により水が検知されると、前記送信手段により送信信号を送信させ、前記水検出手段により水が検知されないとき、前記送信手段による送信信号の送信を停止する制御手段とを備えることを特徴とする水検知用無線タグである。 In order to solve the above-described problem, the present invention transmits a water detection means for detecting the presence or absence of water, a storage means for storing identification information for identifying itself, and a transmission signal including the identification information. Control means for transmitting a transmission signal when the water is detected by the transmission means and the water detection means, and stopping transmission of the transmission signal by the transmission means when water is not detected by the water detection means. A wireless tag for water detection.
また、上述した課題を解決するために、本発明は、水の有無を検出する水検出手段と、 自身を識別するための識別情報を記憶する記憶手段と、前記識別情報を含む送信信号を送信する送信手段と、前記水検出手段により水が検知されると、前記送信手段による送信信号の送信を停止し、前記水検出手段により水が検知されないとき、前記送信手段により送信信号を送信させる制御手段とを備えることを特徴とする水検知用無線タグである。 In order to solve the above-described problems, the present invention transmits a water detection unit that detects the presence or absence of water, a storage unit that stores identification information for identifying itself, and a transmission signal that includes the identification information. When the water is detected by the transmission means and the water detection means, the transmission of the transmission signal by the transmission means is stopped, and when the water detection means does not detect the water, the transmission means transmits the transmission signal. A wireless tag for water detection.
この発明によれば、マンホールの蓋を閉めたままでも、マンホールの識別と浸水の有無、浸水の程度を判別することができるという利点が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an advantage that even when the manhole cover is closed, the identification of the manhole, the presence / absence of water immersion, and the level of water immersion can be determined.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
（システム構成）
まず、本発明の実施形態によるシステム構成について説明する。
都市や商店街、住宅地などにおいては、電力や、通信用ケーブルなどのライフラインを地中に埋設することが進められている。これらのライフラインを地中に埋設することでマンホールが重要な設備となる。そもそもマンホール自体は、地中にあるため、海岸に近い地域では、地下水位が高く恒常的に浸水の恐れがあり、海岸から遠い地域でも梅雨などの長雨で地盤に多量の水分が含まれる時期にマンホールへ浸水することも多い。
(System configuration)
First, a system configuration according to an embodiment of the present invention will be described.
In cities, shopping streets, residential areas, etc., lifelines such as electric power and communication cables are being buried in the ground. By embedding these lifelines in the ground, manholes will be an important facility. In the first place, because the manhole itself is in the ground, the groundwater level is high in areas close to the coast, and there is a risk of constant inundation. Often flooded into manholes.
しかし、電力や、通信用ケーブルなどの電気・通信設備を対象として収容するマンホールでは、関係する工事以外のときには、そのマンホールの蓋を開けない、あるいは蓋が開かないような構造としている。したがって、マンホールの浸水を確認することは、簡単ではない。そこで、このようなマンホールの蓋を閉めたままの状態で内部の浸水を検知する必要が生じる。 However, a manhole that accommodates electric power and electric / communication equipment such as communication cables has a structure in which the lid of the manhole cannot be opened or the lid is not opened except for related work. Therefore, it is not easy to check the manhole flooding. Therefore, it is necessary to detect the inundation in the state where the lid of the manhole is kept closed.
本発明は、マンホールへの浸水を検知したときに電波を送信し、浸水が検知されないときに電波の送信を停止する無線タグと、浸水を検知したときに電波を停止し、浸水が検知されないときに電波を送信する無線タグのいずれかをマンホール内に複数個、互いに異なる高さに設置することで、マンホールの蓋を閉めたままでも、マンホールの識別と浸水の有無、浸水の程度を判別することができるようにする。以下、詳細に説明する。 The present invention relates to a wireless tag that transmits radio waves when detecting inundation into a manhole and stops transmitting radio waves when no inundation is detected, and when radio waves are stopped when inundation is detected and no inundation is detected. By installing one or more wireless tags that transmit radio waves in the manhole at different heights, the manhole can be identified, whether or not it has been submerged, and the degree of submersion, even when the manhole cover is closed. To be able to. Details will be described below.
図１は、本発明の実施形態による、マンホール内の水検知に対して無線タグを用いた作業の様子を示す模式図である。図において、マンホール２０内には、後述する水検出センサ付き無線タグ２１（以下、単に無線タグ２１という）を設置する。この無線タグ２１の信号は、パッシブ型の無線タグの場合には読取装置２２からの信号に対する“応答”、また、アクティブ型の無線タグの場合は“送信”となる。この無線タグ２１からの信号を、マンホール２０上の地表（図１の道路上）で運搬されている読取装置２２により読み取る（または受信機により受信する）。このような確認検査の作業を実施して、マンホール２０内に設置した無線タグの信号を読取る（または受信する）ことで、マンホール２０内の浸水（図示の斜線部分）の有無などを把握することができる。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an operation using a wireless tag for water detection in a manhole according to an embodiment of the present invention. In the figure, a
（基本構成例）
図２は、本実施形態による、水検知用に改良された無線タグの構成を示すブロック図である。図２の下部には、無線タグ２１の外観を示し、左側の無線タグ２１は、浸水していないときの状態を示し、右側の無線タグ２１は、浸水時の状態を示している。また、図２の上部には、無線タグ２１のそれぞれの状態における内部構造（回路構成）を示している。この無線タグ２１の筐体から露出した部分が水圧検知機能部２１−１である。この水圧検知機能部２１−１は、浸水していないときは凸状になっているが、浸水時には水圧が加わることで凹むようになっている。なお、詳細については後述する。
(Basic configuration example)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless tag improved for water detection according to the present embodiment. In the lower part of FIG. 2, the appearance of the
この無線タグ２１は、上記水圧検知機能部２１−１、送信（受信）アンテナ又はコイル（以下、「送信（受信）アンテナｏｒコイル」と記載）２１−２、送信（受信）機能部２１−３、タグ制御機能部２１−４、ＩＤを格納するメモリ２１−５、電力生成機能部（又は電池）（以下、「電力生成機能部（ｏｒ電池）」と記載）２１−６から構成されている。送信（受信）アンテナｏｒコイル２１−２は、無線タグ２１の信号を送信、または、読取装置２２からの信号を受信する。送信（受信）機能部２１−３は、送信（受信）アンテナｏｒコイル２１−２から送信するための信号を生成して供給したり、あるいは受信された信号を処理したりする。
The
タグ制御機能部２１−４は、送信（受信）機能部２１−３に対して送信（受信）に係る制御を行う。無線タグ２１がパッシブ型の場合には、タグ制御機能部２１−４は、送信（受信）機能部２１−３が信号を受信すると、送信（受信）機能部２１−３が受信した信号のエネルギーを電力生成機能部２１−６に供給させるべく制御するとともに、“応答”として、メモリ２１−５に格納された当該無線タグ２１を識別するためのＩＤを読み出し、送信（受信）機能部２１−３に供給する。一方、無線タグ２１がアクティブ型の場合には、タグ制御機能部２１−４は、所定の時間間隔で、メモリ２１−５に格納された当該無線タグ２１を識別するためのＩＤを読み出し、送信（受信）機能部２１−３に供給する。
The tag control function unit 21-4 performs control related to transmission (reception) with respect to the transmission (reception) function unit 21-3. When the
電力生成機能部２１−６は、無線タグ２１がパッシブ型の場合には、送信（受信）機能部２１−３が受信した信号のエネルギーを電力に変換して無線タグを動作させる（図２に示す送信（受信）機能部２１−３から電力生成機能部２１−６への破線の矢印）。一方、無線タグ２１がアクティブ型ならば、電力生成機能部２１−６は、送信（受信）機能部２１−３からの受信信号から無線タグ動作の電力を生成する機能の代わりに、内蔵された電池となる。
When the
水圧検知機能部２１−１は、浸水による水圧に応じて形状が変化する水圧検知部２１−１−１と該水圧検知部２１−１−１の形状変化に応じてオン／オフするスイッチ部２１−１−２からなる。上述したように、浸水がないときは、水圧検知部２１−１−１が凸状となっているので、スイッチ部２１−１−２がオフ状態となり、電力生成機能部２１−６からタグ制御機能部２１−４と送信（受信）機能部２１−３に電力が供給されない（遮断）。すなわち、タグ制御機能部２１−４と送信（受信）機能部２１−３は動作しない。
The water pressure detection function unit 21-1 has a water pressure detection unit 21-1-1 whose shape changes according to the water pressure caused by water immersion, and a
一方、浸水時には、水圧検知部２１−１−１が浸水の水圧により凹状となるので、スイッチ部２１−１−２がオン状態となり、電力生成機能部２１−６からタグ制御機能部２１−４と送信（受信）機能部２１−３に電力が供給される。すなわち、タグ制御機能部２１−４と送信（受信）機能部２１−３が動作し、無線タグ２１自体の送信機能が動作することになる。
On the other hand, at the time of flooding, the water pressure detection unit 21-1-1 becomes concave due to the flooding water pressure, so that the switch unit 21-1-2 is turned on and the power generation function unit 21-6 to the tag control function unit 21-4. Then, power is supplied to the transmission (reception) function unit 21-3. That is, the tag control function unit 21-4 and the transmission (reception) function unit 21-3 operate, and the transmission function of the
なお、本実施形態では、図２に示す、浸水していないときには、無線タグ２１のそれぞれの機能が動作せず、浸水時に各機能が動作する例を示したが、逆の動作をする無線タグも用いる。この逆の動作を行う無線タグの内部構造については、全く同じ機能を持つ水圧検知機能部２１−１で電力生成機能部（ｏｒ電池）２１−６からそれぞれの機能部へ電力供給・停止（遮断）を切り替える箇所、すなわち電力を供給する配線上のスイッチ部２１−１−２のオン／オフを反対にしている。
In the present embodiment, an example in which each function of the
このような無線タグの構造を持つ利点は２つある。
まず、通常の如何なるセンサを持たない無線タグに、この電力の供給部分に（電力生成機能部２１−６から電力を供給する配線上に）スイッチ部２１−１−２を挿入して、そのスイッチ部２１−１−２を操作する浸水検知センサである水圧検知部２１−１−１を組み込むだけという極めて単純な改修による構成で実現できる点である。
There are two advantages of having such a wireless tag structure.
First, a switch unit 21-1-2 is inserted into a power supply part (on the wiring for supplying power from the power generation function unit 21-6) in a normal wireless tag having no sensor, and the switch It is a point which can be realized by a very simple refurbishment configuration in which only a water pressure detection unit 21-1-1 which is an inundation detection sensor for operating the unit 21-1-2 is incorporated.
２つ目の利点としては、上述した単純な改修で実現する無線タグの構成に関係することであるが、応答／送信する信号のフォーマットが改修前の通常の無線タグと変わらない点である。つまり、無線の信号のフォーマットが変わらないので、読取装置（受信機）２２は同じまま、全く改修することなく使用できる。本発明の技術では、無線タグ２１から送信されている情報（送信されないという場合の情報も含めて）に基づいて、マンホール２０内の（浸水の有無／浸水した場合の程度に関する）状況が判断される。 The second advantage is related to the configuration of the wireless tag realized by the simple modification described above, but the format of the signal to be responded / transmitted is the same as that of the normal wireless tag before the modification. That is, since the format of the wireless signal does not change, the reader (receiver) 22 can be used without any modification without changing the reading device (receiver) 22. In the technology of the present invention, based on information transmitted from the wireless tag 21 (including information in the case of not being transmitted), the situation in the manhole 20 (with or without flooding / degree of flooding) is determined. The
ここで、マンホール内の浸水の有無を判定する他の判定方法について説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の無線タグにおける判定回路を説明するためのブロック図である。図３（ａ）には、上述した図２に示す無線タグ２１と同じ判定方法を実現する判定回路Ａが示されている。すなわち、図３（ａ）では、マンホール２０内の浸水の有無を判定する判定回路Ａとして、水圧それ自体の圧力によりオン／オフ動作するスイッチ部２１−１−２を用いて、無線タグ２１の各機能部への電源供給を切り替えるようになっている。
Here, another determination method for determining the presence or absence of water in the manhole will be described.
3A to 3C are block diagrams for explaining a determination circuit in the wireless tag of the present embodiment. FIG. 3A shows a determination circuit A that realizes the same determination method as the
図３（ｂ）には、他の判定回路Ｂが示されているが、この機能としては、図３（ａ）の判定回路Ａと同じ例を示す。水圧検知のため必要なセンサとして水圧センサ２１−１−３を用いる。例えば、上述した水圧検知部２１−１−１を用いてもよい。浸水すると、この水圧センサ２１−１−３からその時点で計測される水圧値が判定回路Ｂに供給される。判定回路Ｂでは、計測された水圧値と予めメモリ２１−１−４に記憶されている設定閾値とを比較器２−１−５で比較し、設定閾値を超えることで浸水を判定し、該判定結果に従って、スイッチ部２１−１−２をオン／オフ動作し、電力生成機能部（ｏｒ電池）２１−６からの電力を、送信（受信）機能部２１−３及びタグ制御機能部２１−４に供給する。
FIG. 3B shows another determination circuit B. As this function, the same example as the determination circuit A in FIG. 3A is shown. A water pressure sensor 21-1-3 is used as a sensor necessary for water pressure detection. For example, the above-described water pressure detection unit 21-1-1 may be used. When submerged, the water pressure value measured at that time is supplied to the determination circuit B from the water pressure sensor 21-1-3. In the determination circuit B, the measured water pressure value is compared with the set threshold value stored in the memory 21-1-4 in advance by the comparator 2-1-5, and the inundation is determined by exceeding the set threshold value. According to the determination result, the switch unit 21-1-2 is turned on / off, and the power from the power generation function unit (or battery) 21-6 is transmitted to the reception (reception) function unit 21-3 and the tag
また、図３（ｃ）には、後述するマルチホップ機能を有する無線タグにおける、判定回路Ｃを示している。判定回路Ｃは、他の無線タグの送信をマルチホップ（中継）するために、他の無線タグから受信機能部２１−３ａにより受信した無線信号の受信レベルに応じて、電力生成機能部（ｏｒ電池）２１−６からの電源供給ラインを接続したり、切断したりする、スイッチ部２１−１−２ａ、２１−１−２ｂのオン／オフ動作を制御するようになっている。なお、マルチホップ機能等の詳細については後述する。 FIG. 3C shows a determination circuit C in a wireless tag having a multi-hop function to be described later. The determination circuit C multi-hops (relays) transmission of another wireless tag in accordance with the reception level of the wireless signal received from the other wireless tag by the reception function unit 21-3a. Battery) The on / off operation of the switch units 21-1-2a and 21-1-2b, which connects and disconnects the power supply line from 21-6, is controlled. Details of the multi-hop function and the like will be described later.
Ａ．第１実施形態
次に、本発明の第１実施形態について説明する。
図４は、本第１実施形態による、上述した無線タグ２１の設置形態を説明するための概念図である。図４では、無線タグ２１の設置形態として、１つのマンホール内に２つの無線タグ２１を設置する場合を想定する。前述した図２に示す内部構成を有する２種類の無線タグ２１のうち、一方の無線タグ２１（浸水を検知すると、スイッチ部２１−１−２がオフとなり送信を停止する）を、１つのマンホール内に少なくとも２つ以上設置する。なお、以下では、マンホールの出入口に近い、高い位置に設置した無線タグ２１を、無線タグ２１Ｈ、低い位置に設置した無線タグ２１を、無線タグ２１Ｌとする。
A. First Embodiment Next, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining an installation mode of the above-described
このように、２つの無線タグ２１Ｈ、２１Ｌを設置することで、その低い位置に設置している無線タグ２１Ｌが浸水して、この無線タグ２１Ｌからの送信が停止しても、高い位置に設置した無線タグ２１Ｈの送信が地上の読取装置（受信機）２２で受信できる。このために、マンホール２０の識別には、この高い位置に設置した無線タグ２１Ｈが送信する無線信号（ＩＤ）の受信を活用することができる。しかも浸水の有無は、低い位置に設置した無線タグ２１Ｌが送信する無線信号の受信の有無で把握することができる。一方、マンホール２０内に浸水がないときは、読取装置２２において、高い位置の無線タグ２１Ｈと低い位置の無線タグ２１Ｌとから送信される無線信号が受信されるので、浸水がないことを把握することができる。上記のように、読取装置２２は、受信した電波に基づきマンホール２０内の浸水の程度を判断することができる。
In this way, by installing the two
但し、マンホール２０内が浸水で水没するほど多くの水が入ってしまい、マンホール２０の出入口で高い位置に設置した無線タグ２１Ｈまでも浸水すると、双方の無線タグ２１Ｌ、２１Ｈが送信を停止するが、このような状況は起こりにくい。ゆえに、このようなマンホール２０が完全に水没してしまう以外の浸水がないときは、ある程度（マンホール２０の出入口付近）の水位までに達しない程度の浸水の有無とマンホール２０の識別とが可能である。
However, as the inside of the
Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、本第２実施形態による、上述した無線タグ２１の設置形態を説明するための概念図である。図５では、無線タグ２１の設置形態として、浸水していないときに応答する無線タグ２１と、浸水した場合に応答する無線タグ２１を複数用いる。なお、以下では、浸水していないときに応答する無線タグ２１を無線タグ２１Ｖ、浸水した場合に応答する無線タグ２１を、無線タグ２１Ｗとする。そして、２種類の複数の無線タグ２１のうち、少なくとも１つを浸水していないときに応答する無線タグ２１Ｖとすることが望ましい。
B. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining an installation mode of the above-described
このように、２種類の無線タグ２１Ｖ、２１Ｗを設置することで、浸水していないときには、浸水していないときに応答する無線タグ２１Ｖのみが応答するので、読取装置２２は、マンホール２０の（浸水がないという）状態を確認することができるとともに、マンホール２０自体の識別も可能となる。このように、図５に示す設置形態では、マンホール２０内の浸水の有無に関係なく、それら２種類の無線タグ２１Ｖ、２１Ｗのどちらか一方からの応答が必ずあるため、マンホール２０内がどのような状況（浸水がない状況でも、浸水がある状況）でも、読取装置２２は、それら無線タグ２１Ｖ、２１Ｗの中の１つの応答から状況を確認することができる。図５の右側には、浸水の水位による２つの無線タグ２１Ｖ、２１Ｗが応答する関係を示している。
In this way, by installing the two types of
また、図５においては、それぞれの無線タグ２１Ｖ、２１Ｗは異なる周波数で応答をする。浸水時に応答する無線タグ２１Ｗは、周波数ｆ１の信号で応答して、浸水していないときに応答する無線タグ２１Ｖは周波数ｆ２で応答する。したがって、これらの２種類の無線タグ２１Ｖ、２１Ｗが同時に応答した場合（無線タグ２１Ｖの高さに満たない浸水時）でも、応答する周波数がｆ１、ｆ２と異なるために、読取装置２２で同時に受信して読み取りが可能である。
In FIG. 5, the
ここで、上記周波数としては、例えば、３００ＭＨｚ帯のアクティブ無線タグでも市販品の無線タグでは、ＲＦＣｏｄｅ社のＳＰＩＤＥＲ Ｖは、３０３．８２５ＭＨｚ、東京特殊電線（ＴＯＴＯＫＵ）社のＭＥＧＲＡＳは、３０３．８２５ＭＨｚ（ＲＦＴ０３−０５）、及び３１５．０ＭＨｚ（ＲＦＴ１５−０５）、ＮＴＴ−ＡＴ社のＮＩＲＥタイプ３は、３１０ＭＨｚ、同ＮＩＲＥタイプ２は、３１２ＭＨｚ、キュービックアイディ社のＬＡＳ３００Ｔ２は、３１５ＭＨｚ、などがある。したがって、図５に示すように、複数の無線タグ２１Ｖ、２１Ｗを異なる周波数ｆ１、ｆ２で用いることも実現可能である。
Here, as the frequency, for example, an active wireless tag of 300 MHz band, and a commercially available wireless tag, RFCODE's SPIDER V is 303.825 MHz, Tokyo Special Electric Cable (TOTOKU) 's MEGRAS is 303.825 MHz ( RFT03-05) and 315.0 MHz (RFT15-05), NTT-AT's
さらに、一方の浸水時に応答する無線タグ２１Ｗ（周波数ｆ１）を、マンホール内の低い位置に設置する。他方の浸水していないときに応答する無線タグ２１Ｖ（周波数ｆ２）を、マンホールの高い位置に設置する。このように、２種類の無線タグ２１Ｖ、２１Ｗを設置することで、上述したように、浸水の有無や、浸水の程度状況に関わらず、どのような状態でも必ず無線タグ２１Ｖ、２１Ｗのいずれか一方からの応答がある。
Furthermore, the
つまり、全く浸水がないときには、高い位置に設置した無線タグ２１Ｖ（周波数ｆ２）が応答する。浸水が低い位置に設置された無線タグ２１Ｗを超える水位になると、この低い位置の無線タグ２１Ｗ（周波数ｆ１）からも応答がある。さらに、浸水が進行し、高い位置の無線タグ２１Ｖを越える水位に達すると、高い位置の無線タグ２１Ｖ（周波数ｆ２）からの応答がなくなる（停止させる）が、先ほどの低い位置の無線タグ２１Ｗ（周波数ｆ１）からの応答が継続されることになる。
That is, when there is no water immersion, the
図６は、本第２実施形態において、２種類の無線タグ２１Ｖ、２１Ｗを用いた場合の動作を説明するためのフローチャートである。まず、「Ｓｔａｒｔ」時においては、高位の（マンホール２０内の高い位置に設置した）無線タグ２１Ｖ、低位の（マンホール２０内の低い位置に設置した）無線タグ２１Ｗとも水を検知しておらず、高位の無線タグ２１Ｖが応答する（ステップＳａ１）。このとき、低位の無線タグ２１Ｗの応答は停止中である。浸水がない場合（ステップＳａ２のＮＯ）、ステップＳａ１に戻る。このときも低位の無線タグ２１Ｗは停止中のままである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation when two types of
一方、マンホール２０内に浸水がある場合でも（ステップＳａ２のＹＥＳ）、低位の無線タグ２１Ｗ及び高位の無線タグ２１Ｖにおいて水が検知されなければ、高位の無線タグ２１Ｖが応答し、低位の無線タグ２１Ｗは停止中である（ステップＳａ３）。浸水が低位の無線タグ２１Ｗを越さない場合（ステップＳａ４のＮＯ）、ステップＳａ３に戻る。この時点において、高位の無線タグ２１Ｖが応答するが、低位の無線タグ２１Ｗは停止中である。
On the other hand, even when there is water in the manhole 20 (YES in step Sa2), if water is not detected in the
一方、浸水が低位の無線タグ２１Ｗを越す場合には（ステップＳａ４のＹＥＳ）、低位の無線タグ２１Ｗが水を検知し（ステップＳａ５）、低位の無線タグ２１Ｗが応答する（ステップＳａ６）。このとき、高位の無線タグ２１Ｖも応答を継続している。浸水が高位の無線タグ２１Ｖを超えない場合には（ステップＳａ７のＮＯ）、高位の無線タグ２１Ｖにおいて水は検知されず、ステップＳａ５へと戻る。このとき、低位の無線タグ２１Ｗが応答し、高位の無線タグ２１Ｖも応答を継続している。
On the other hand, when the flooding passes over the
一方、浸水が高位の無線タグ２１Ｖを超える場合には（ステップＳａ７のＹＥＳ）、最後となる、高位の無線タグ２１Ｖが水を検知し（ステップＳａ８）、その後、高位の無線タグ２１Ｖの応答を停止する。このとき、低位の無線タグ２１Ｗは応答を継続している（ステップＳａ９）。そして当該処理を終了する。
On the other hand, if the flooding exceeds the high-
以上に説明したことをまとめると、マンホール２０内の浸水の有無、あるいはこの浸水の状況に応じて、図７に示すように、２つの無線タグ２１Ｖ、２１Ｗが応答する。すなわち、浸水はない、または、低位の無線タグ２１Ｗの位置より水位がさらに下の場合には、高位の無線タグ２１Ｖ（周波数ｆ２）からの応答があり、低位の無線タグ２１Ｗの位置から高位の無線タグ２１Ｖの位置まで水位がある場合には、低位の無線タグ２１Ｗ（周波数ｆ１）と高位の無線タグ２１Ｖ（周波数ｆ２）とからの応答があり、さらに、高位の無線タグ２１Ｖの位置を水位が超えると、低位の無線タグ２１Ｗ（周波数ｆ１）からだけの応答がある。従って、読取装置２２は、受信した電波に基づきマンホール２０内の浸水の程度を判断することができる。
To summarize the above description, the two
Ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図８は、本第３実施形態による、無線タグ２１の構成、及びマンホールへの設置形態を示す説明図である。本第３実施形態では、マンホール２０内に２つの無線タグ２１ＬＷ（低い位置に設置され、浸水したときに応答／送信する）と無線タグ２１ＨＶ（高い位置に設置され、浸水していないときに応答／送信する）が設置される。無線タグ２１ＬＷは、マンホールの浸水を検知するため低い位置（例えば、マンホール２０の底に近い場所）に設置され、マンホール２０に浸水がないときは応答／送信はしないが、マンホール２０内が浸水したときにこの浸水を検知して応答／送信する。
C. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of the
無線タグ２１ＬＷは、図８に示すように、浸水検知センサ２１−１０、判定回路２１−１１、制御回路２１−１２、送信回路２１−３ｂ、アンテナ２１−１３、ＩＤを格納するメモリ２１−５、電池２１−６からなる（図２に対応する部分には同一の符号を付けている）。なお、無線タグ２１ＬＷとしては、電池２１−６を搭載しており、自ら送信するアクティブ型の無線タグを想定しており、基本的には、図２に示す構成と同様である。 As shown in FIG. 8, the wireless tag 21LW includes a flood detection sensor 21-10, a determination circuit 21-11, a control circuit 21-12, a transmission circuit 21-3b, an antenna 21-13, and a memory 21-5 for storing an ID. And the battery 21-6 (the parts corresponding to those in FIG. 2 are given the same reference numerals). As the wireless tag 21LW, a battery 21-6 is mounted, and an active wireless tag that is transmitted by itself is assumed. The wireless tag 21LW is basically the same as the configuration shown in FIG.
浸水検知センサ２１−１０は、上述したようにマンホール２０内に浸水した水の有無を検知するセンサであり、図２に示す水圧検知機能部２１−１であってもよい。浸水検知センサ２１−１０で検知された信号が判定回路２１−１１に供給され、このマンホール２０が浸水していると判定する。さらに、この判定結果が制御回路２１−１２に供給され、無線タグ２１ＬＷが応答／送信するかを決める。
As described above, the inundation detection sensor 21-10 is a sensor that detects the presence or absence of water submerged in the
そして、送信回路２１−３ｂでは、制御回路２１−１２からの指示に基づいて、無線タグ２１ＬＷが応答／送信したり、この応答／送信を停止したりする。この結果として、アンテナ２１−１３では、送信回路２１−３ｂから送信信号を送信する。電池２１−６は、無線タグ２１ＬＷの電源であり、制御回路２１−１２や、送信回路２１−３ｂなどを駆動させる。メモリ２１−５は、前述したように、該無線タグ２１ＬＷを識別するためのＩＤを記憶しており、制御回路２１−１２を介して送信回路２１−３ｂで送信する信号に含まれる。 In the transmission circuit 21-3b, the wireless tag 21LW responds / transmits or stops the response / transmission based on an instruction from the control circuit 21-12. As a result, the antenna 21-13 transmits a transmission signal from the transmission circuit 21-3b. The battery 21-6 is a power source for the wireless tag 21LW, and drives the control circuit 21-12, the transmission circuit 21-3b, and the like. As described above, the memory 21-5 stores an ID for identifying the wireless tag 21LW, and is included in the signal transmitted by the transmission circuit 21-3b via the control circuit 21-12.
なお、パッシブ型の無線タグを用いる場合には、前述したように、アクティブ型の無線タグ２１ＬＷが内蔵する電池２１−６の代わりに、読取装置２２からの応答を要求する信号を受ける受信アンテナとその要求信号が伝えられる受信回路、読取装置２２から送信される応答を要求する信号を、受信した無線タグを駆動する電力に変換する電力変換回路が装備されている。但し、受信アンテナは、応答の信号を送信するアンテナと共用するようにしてもよい。
When a passive wireless tag is used, as described above, a receiving antenna that receives a signal requesting a response from the
他方の無線タグ２１ＨＶは、浸水がない通常時においてマンホール２０を識別するために、高い位置に（例えば、マンホールの出入口に近い場所）設置される。マンホール２０の水没時には、この無線タグ２１ＨＶも浸水を検知し、応答／送信を停止する。この無線タグ２１ＨＶは、上記無線タグ２１ＬＷと同様の構成であるが、制御回路２１−１２での無線タグ２１ＨＶの動作制御が異なり、浸水検知と応答／送信動作は逆である。なお、これら２つの無線タグ２１ＬＷのＩＤ（ＩＤ１）と無線タグ２１ＨＶのＩＤ（ＩＤ２）とは異なり、読取装置２２においてＩＤ１、ＩＤ２それぞれを識別することができる。
The other wireless tag 21HV is installed at a high position (for example, a place near the entrance / exit of the manhole) in order to identify the
したがって、読取装置２２において、マンホール２０内の浸水の有無、あるいはこの浸水の状況に応じて、図９に示すように、２つの無線タグ２１ＬＷと無線タグ２１ＨＶとが応答／送信する。すなわち、浸水はない、または、低位の無線タグ２１ＬＷの位置より水位がさらに下の場合には、高位の無線タグ２１ＨＶ（ＩＤ：ＩＤ２）からの応答があり、低位の無線タグ２１ＬＷの位置から高位の無線タグ２１ＨＶの位置まで水位がある場合には、低位の無線タグ２１ＬＷ（ＩＤ：ＩＤ１）と高位の無線タグ２１ＨＶ（ＩＤ：ＩＤ２）とからの応答があり、さらに、高位の無線タグ２１ＨＶの位置を水位が超えると、低位の無線タグ２１ＬＷ（ＩＤ：ＩＤ１）からだけの応答がある。
よって、読取装置２２は、受信した無線信号に基づきマンホール２０を識別するとともに、マンホール２０内の浸水の程度を判断することができる。
Therefore, in the
Therefore, the
なお、図９に示す２つの無線タグ２１ＬＷ、２１ＨＶの動作については、前述した図６に示す２つの無線タグ２１Ｗ、２１Ｖから送信される周波数が異なるのに対して、周波数が同じで、ＩＤがＩＤ１、ＩＤ２と異なるだけで、図６に示すフローチャートと基本的に同じであるので、説明を省略する。
The operation of the two wireless tags 21LW and 21HV shown in FIG. 9 is the same as the frequency transmitted from the two
なお、アクティブ型の無線タグ２１、すなわち、上述した無線タグ２１ＬＷ、２１ＨＶは、自ら間欠的に繰り返し送信する。当然のことながら、複数の無線タグ２１ＬＷ、２１ＨＶから送信された信号が衝突して読取装置２２で読み取れないこともある。しかし、その後の無線タグ送信においては、複数の無線タグ２１ＬＷ、２１ＨＶの送信タイミングがずれて、前述のような衝突が回避されるので、読取装置２２で読み取ることができる。
Note that the active
また、パッシブ型の無線タグ２１の場合には、読取装置２２からの応答要求を受けて、応答を返す。複数の無線タグ２１に対して同じ読取装置２２から応答要求した場合には、全く同じタイミングで複数の無線タグ２１が応答を返すと、読取装置２２では、それらの応答が衝突していることが分かる。この衝突した情報に基づき、読取装置２２では、次に無線タグ２１のＩＤを限定した応答要求を送る。この結果、限定した条件に一致する無線タグ２１からの応答のみが返される。残る限定の条件から外れた無線タグ２１に対しては、次のタイミングで応答要求を読取装置２２が送信するので、必ず全ての無線タグ２１の応答を読み取ることができる。
In the case of the
Ｄ．第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１０は、本第４実施形態による、無線タグ２１を用いた水位監視システムの構成を説明するための説明図である。本第４実施形態では、３つの無線タグを用い、１つの無線タグ２１を、マンホール２０の最も深い場所、つまり底に近い場所に設置し（無線タグ２１Ｄとする）、１つの無線タグ２１を、マンホール２０の中程の高さの位置に設置し（無線タグ２１Ｍとする）、そして、１つの無線タグ２１を、マンホール２０の出入口に最も近い高い位置に設置する（無線タグ２１Ｕとする）。また、３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕの各々のＩＤを、ＩＤｄ、ＩＤｍ、ＩＤｕとする。
D. Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a configuration of a water level monitoring system using the
図１０に示すように、１つのマンホール２０内に３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕを設置した場合、次に述べるような設定を行う。
As shown in FIG. 10, when three
まず、マンホール２０の最も深い場所、つまり底に近い場所に設置される低位の無線タグ２１Ｄは、浸水がないときには電波を送信せず、マンホール２０内に浸水があり、その水が底から溜まるので、この底の水を検知すると、電波を送信する。さらに、マンホール２０の浸水が進み、水没して水位が高くなると、水中を水面まで通過する間に電波が大幅に減衰する。
First, the
このため、地上では、読取装置２２で、低位の無線タグ２１Ｄの電波が受信できなくなる。例えば、水中での電波が減衰する量は、空中に比べて大きく、無線周波数１００ＭＨｚでは０．２〜３００ｄＢ／ｍ、２．４ＧＨｚでは１００〜１０００ｄＢ／ｍである（参考文献：トランジスタ技術、２００８年９月号増刊、ＲＦワールドＮｏ．３、ＣＱ出版、２００８年９月１日発行、第５章 電波がどこまで届くかを知るためのコモン・センス 電波伝搬の基礎知識 Ａｐｐｅｎｄｉｘ 各種媒質の透過損失、建物や海面、天候や大地の影響など 伝搬障害と対策 藤田昇、ｐｐ．３９−ｐｐ．４３）。
For this reason, on the ground, the radio waves of the low-
次に、マンホール２０の中程の高さの位置に設置される中位の無線タグ２１Ｍも（低位の無線タグ２１Ｄの動作と同じで）、水がないときには電波を送信せず、浸水により水位がマンホール２０内の中程の高さまで上昇して水を検知すると、電波を送信する。しかし、この中位の無線タグ２１Ｍは、低位の無線タグ２１Ｄとは異なり、マンホール２０が完全に水没しても、中位の無線タグ２１Ｍから地表（地上）までの水深がさほどないため、中位の無線タグからの電波が水中で減衰しても、地表の読取装置２２で電波を受信できる。
Next, the
そして、マンホール２０の出入口に最も近い高い位置に設置される高位の無線タグ２１Ｕは、低位の無線タグ２１Ｄや、中位の無線タグ２１Ｍとは、その動作が逆で異なり、水を検知しないときに電波を送信する。ゆえに、浸水が進み、マンホール２０が水没するほど高い水位、出入口に近い位置まで上昇した水を検知すると、高位の無線タグ２１Ｕは、電波の送信を停止する。
The high-
図１１は、本第４実施形態による、マンホール内の浸水と応答する無線タグとの関係を示す説明図である。このように、本第４実施形態では、３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕを用いることで、よりきめ細かく、マンホール２０内の水位を把握することができる。すなわち、マンホール２０に水がないときには（図１０の「浸水時の水位」で符号３０−０の状態）、高位の無線タグ２１Ｕが送信する電波を地上の読取装置２２で受信できる（図１０の「電波を送信する無線タグ」における、最下部の「高位のタグ」、図１１の最上欄）。このときは、中位の無線タグ２１Ｍも低位の無線タグ２１Ｄも水に浸かっておらず、電波を送信しないので、高位の無線タグ２１Ｕのみが電波を送信する状況である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the flooding in the manhole and the responding wireless tag according to the fourth embodiment. Thus, in the fourth embodiment, the water level in the
次に、マンホール２０内へ水が進入すると、最初に低位の無線タグ２１Ｄが水に浸る（図１０の「浸水時の水位」で符号３０−１の状態）。したがって、低位の無線タグ２１Ｄと高位の無線タグ２１Ｕとが送信する電波が地上の読取装置２２で受信できる（図１０の「電波を送信する無線タグ」における、下から２番目の「高位タグ、低位のタグ」、図１１の２番の欄）。
Next, when water enters the
そして、マンホール２０内への浸水が進み、この水位が上昇して中位の無線タグ２１Ｍが水に浸ると（図１０の「浸水時の水位」で符号３０−２の状態）、この中位の無線タグ２１Ｍも電波を送信する。先に電波を送信した低位の無線タグ２１Ｄと最初から送信していた高位の無線タグ２１Ｕとを合わせて、３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕの全ての電波が地上の読取装置２２で受信できる（図１０の「電波を送信する無線タグ」における、上から３番目の「高位のタグ、中位のタグ、及び低位のタグ」、図１１の３番の欄）。
Then, when the water enters the
さらに、マンホール２０内の水位が上昇すると（図１０の「浸水時の水位」で符号３０−３の状態）、低位の無線タグ２１Ｄが送信する電波が水中で大幅に減衰してしまう。すると、地上の読取装置２２では、低位の無線タグ２１Ｄからの電波が受信できなくなる。結果的に地上では、残りの中位の無線タグ２１Ｍと高位の無線タグ２１Ｕからの２つの電波を地上の読取装置２２が受信する（図１０の「電波を送信する無線タグ」における、上から２番目の「高位のタグ、中位のタグ」、図１１の４番の欄）。
Further, when the water level in the
そして、高位の無線タグ２１Ｕの位置までマンホール２０が水没すると（図１０の「浸水時の水位」で符号３０−４の状態）、高位の無線タグ２１Ｕは、浸水を検知して電波の送信を停止する。先に低位の無線タグ２１Ｄの電波がマンホール２０内に満ちた水の中で大幅に減衰しているので、地上の読取装置２２では、最後まで残っている中位の無線タグ２１Ｍから送信する電波のみが受信できることになる（図１０の「電波を送信する無線タグ」における、一番上、図１１の最下欄）。
Then, when the
図１２は、本第４実施形態による、３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕを用いた場合の動作を説明するためのフローチャートである。まず、「Ｓｔａｒｔ」時においては、マンホール２０に浸水がないときは、低位の（マンホール２０内の低い位置に設置した）無線タグ２１Ｄ、中位の（マンホール２０内の中程の位置に設置した）無線タグ２１Ｍ、高位の（マンホール２０内の高い位置に設置した）無線タグ２１Ｕとも水を検知しておらず、高位の無線タグ２１Ｕのみが無線信号を送信する（ステップＳｂ１）。このとき低位と中位の無線タグ２１Ｄ、２１Ｍは送信を停止中である。マンホール２０内に浸水がない場合には（ステップＳｂ２のＮＯ）、ステップＳｂ１に戻る。
FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation when three
一方、マンホール２０内に浸水がある場合であっても（ステップＳｂ２のＹＥＳ）、低位の無線タグ２１Ｄ、中位の無線タグ２１Ｍ、及び、高位の無線タグ２１Ｕにおいて水が検知されなければ、高位の無線タグ２１Ｕが無線信号を送信する（ステップＳｂ３）。このとき、低位と中位の２つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍは送信を停止中である。さらに、浸水が進んでも、浸水が低位の無線タグ２１Ｄを越さない場合には（ステップＳｂ４のＮＯ）、直前のステップＳｂ３に戻り、高位の無線タグ２１Ｕの無線信号の送信を継続する。
On the other hand, even if there is water in the manhole 20 (YES in step Sb2), if water is not detected in the low-
一方、浸水が低位の無線タグ２１Ｄを越す場合には（ステップＳｂ４のＹＥＳ）、低位の無線タグ２１Ｄが水を検知し（ステップＳｂ５）、低位の無線タグ２１Ｄが送信する（ステップＳｂ６）。このとき、中位の無線タグ２１Ｍの送信は停止中であり、高位の無線タグ２１Ｕは無線信号の送信を継続している。
On the other hand, when the flooding passes over the
次に、浸水が中位の無線タグ２１Ｍを超えない場合には（ステップＳｂ７のＮＯ）、中位の無線タグ２１Ｍにおいて水は検知されず、上述したステップＳｂ５に戻る。一方、浸水が中位の無線タグ２１Ｍを超える場合には（ステップＳｂ７のＹＥＳ）、中位の無線タグ２１Ｍが水を検知し（ステップＳｂ８）、その後、中位の無線タグ２１Ｍが無線信号を送信する（ステップＳｂ９）。このとき、低位と高位の２つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｕは無線信号の送信を継続している。
Next, when the water immersion does not exceed the
低位の無線タグ２１Ｄの電波が地表へ到達する状態の場合には（ステップＳｂ１０のＹＥＳ）、前述したステップＳｂ８に戻り、中位の無線タグ２１Ｍが水を検知する。
When the radio wave of the low-
これに対して、低位の無線タグ２１Ｄの電波が地表へ到達しない状態の場合でも（ステップＳｂ１０のＮＯ）、浸水が高位の無線タグ２１Ｕを超えない場合には（ステップＳｂ１１のＮＯ）、同じく上述したステップＳｂ８に戻る。
On the other hand, even when the radio wave of the low-
一方、浸水が高位の無線タグ２１Ｕを超えた場合には（ステップＳｂ１１のＹＥＳ）、最後となる、高位の無線タグ２１Ｕが水を検知し（ステップＳｂ１２）、その後、高位の無線タグ２１Ｕの応答を停止する（ステップＳｂ１３）。このとき、低位の無線タグ２１Ｄの送信は地上に届かないが、中位の無線タグ２１Ｍは無線信号の送信を継続している。そして、当該処理を終了する。
On the other hand, when the flooding exceeds the high-
上述したように、本第４実施形態によれば、３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕをマンホール２０内に高さを変えて設置することで、前述した図５や、図８に示した事例に比べ、より詳細なマンホール２０内の状況を確認することができる。すなわち、地上の読取装置２２を用いて、上述したそれぞれの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕからの送信情報のパターンを受信することにより、浸水の有無や、浸水がある場合の水位の程度について、５段階のよりきめ細かな状況を、マンホール２０の蓋を開けることなく把握することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the three
Ｅ．第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図１３は、本第５実施形態による、マルチホップする無線タグ２１を用いた水位監視システムの構成を説明するための説明図である。本第５実施形態では、上述した第４実施形態と同様、３つの無線タグを用い、１つの無線タグ２１を、マンホール２０の最も深い場所、つまり底に近い場所に設置し（無線タグ２１Ｄとする）、１つの無線タグ２１を、マンホール２０の中程の高さの位置に設置し（無線タグ２１Ｍとする）、そして、１つの無線タグ２１を、マンホール２０の出入口に最も近い高い位置に設置する（無線タグ２１Ｕとする）。また、３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕの各々のＩＤを、ＩＤｄ、ＩＤｍ、ＩＤｕとする。
E. Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a configuration of a water level monitoring system using the
これらの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕの送信動作においても、第４実施形態と同様に、低位の無線タグ２１Ｄ、及び中位の無線タグ２１Ｍは、浸水がないと送信を停止する一方、浸水を検知すると無線送信し、高位の無線タグ２１Ｕは、浸水がないとき無線送信する一方、水を検知したときに送信を停止する。
Also in the transmission operation of these
また、本第５実施形態では、３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕは、無線信号をマルチホップさせて通信ができることを前提条件にしている。このために、無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕは、送信機能に加え受信機能も備え、双方向通信を行うことができるよう構成されている。無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕから無線信号を無条件でマルチホップして通信すると効果的ではないので、マンホール２０内から地上への送信する際の信号強度が弱い無線信号のみマルチホップする対象とする。
In the fifth embodiment, it is assumed that the three
そして、３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕを設置したマンホール２０内に浸水があることを想定する。それぞれの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕは、浸水したとしても、ある程度の水位Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３で示す位置までは電波の減衰が少ないため、地上まで無線信号が到達できる。例えば、低位の無線タグ２１Ｄから読取装置２２までの実線矢印Ａ１で示すように、地上まで無線信号が到達できる。
It is assumed that there is water in the
しかし、浸水がそれぞれの水位Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を超えると、無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕが送信する電波が水中で大幅に減衰して地上へ無線信号が到達できなくなる（本第５実施形態の各無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕは、第４実施形態より無線の出力を弱く設定する）。そこで、地上までの途中に設置した無線タグが、その減衰した無線信号をマルチホップすることで、地上の読取装置２２まで無線信号を到達させることができる。
However, when the flooding exceeds the respective water levels H1, H2, and H3, the radio waves transmitted by the wireless tags 21D, 21M, and 21U are significantly attenuated in water, and the wireless signal cannot reach the ground (the fifth embodiment). (The wireless tags 21D, 21M, and 21U set the wireless output weaker than in the fourth embodiment). Therefore, the wireless tag installed on the way to the ground multi-hops the attenuated wireless signal, so that the wireless signal can reach the
つまり、図示の矢印Ａ２、Ａ２’で示すように、低位の無線タグ２１Ｄの無線信号を、中位の無線タグ２１Ｍがマルチホップすることで地上に送信したり、矢印Ａ２、Ａ３、Ａ３’で示すように、低位の無線タグ２１Ｄの無線信号を、中位の無線タグ２１Ｍ、高位の無線タグ２１Ｕがマルチホップすることで地上に送信したり、矢印Ａ３、Ａ３’で示すように、中位の無線タグ２１Ｍの無線信号を、高位の無線タグ２１Ｕがマルチホップすることで地上に送信したりする。
That is, as shown by the arrows A2 and A2 ′ in the figure, the radio signal of the lower-
特に、マルチホップしたときは、元の無線信号に加えて、マルチホップしたことを示す情報を付けて区別する。このようにすることで、浸水時の水位を、７つの段階で区別して把握できる（これは図１０に示す５つの段階の区別よりも細かい）。浸水の水位のこの区別については、図１３に示すように、それぞれの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕから送信された無線信号、あるいは地上に届くまで間でマルチホップされた無線信号を、地上の読取装置２２で受信することで判別することができる。
In particular, when multi-hopping is performed, in addition to the original radio signal, information indicating that multi-hopping is performed is added for distinction. By doing so, it is possible to distinguish and grasp the water level at the time of flooding in seven stages (this is finer than the distinction of the five stages shown in FIG. 10). As shown in FIG. 13, the distinction of the flooded water level is obtained by reading a radio signal transmitted from each of the wireless tags 21D, 21M, and 21U or a multi-hop radio signal until reaching the ground. It can be determined by receiving the data by the
具体的に、マンホール２０内に浸水がない状況から浸水して水位が上昇する順に、それぞれどのように３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕからの送信を、地上にある読取装置２２がどのように受信するかを説明する。
Specifically, how the
まず、マンホール２０内に浸水がない状況（図１３の「浸水時の水位」で符号３１−０の状態）では、高位の無線タグ２１Ｕのみが送信する。他の中位の無線タグ２１Ｍ、及び低位の無線タグ２１Ｄは、無線信号の送信を停止している。したがって、この浸水がない状況では、地上の読取装置２２は、高位の無線タグ２１Ｕからの送信信号のみを受信する（図１３の「電波を送信する無線タグ」における、最下部の「上タグ」）。
First, in a situation where there is no water in the manhole 20 (the “water level at the time of water immersion” in FIG. 13 and a state indicated by reference numeral 31-0), only the high-
次に、マンホール２０内での浸水が最も少なく、低位の無線タグ２１Ｄが水に浸かる状況（図１３の「浸水時の水位」で符号３１−１の状態）では、高位の無線タグ２１Ｕに加え、低位の無線タグ２１Ｄが送信する。中位の無線タグ２１Ｍは無線信号の送信を停止したままである。しかし、低位の無線タグ２１Ｄは水を検知して無線信号の送信を開始する。この最も少ない浸水の状況（３１−１）では、地上の読取装置２２は、高位の無線タグ２１Ｕと低位の無線タグ２１Ｄからの送信信号を受信する（図１３の「電波を送信する無線タグ」における、下から２番目の「上タグ」と「下タグ」）。
Next, in the situation where the water in the
次に、マンホール２０内での浸水が少し増え、低位の無線タグ２１Ｄの電波が水中で減衰して地上まで直接届かない状況（図１３の「浸水時の水位」で符号３１−２の状態）では、高位の無線タグ２１Ｕの送信信号に加え、低位の無線タグ２１Ｄの送信信号を中位の無線タグ２１Ｍがマルチホップ送信する。しかし、中位の無線タグ２１Ｍ自身の無線信号の送信は停止したままである。したがって、低位の無線タグ２１Ｄの電波が水中で減衰して地上まで直接届かないほど、浸水の水位がある状況では、地上の読取装置２２は、高位の無線タグ２１Ｕからの送信信号と、低位の無線タグ２１Ｄからの送信信号を中位の無線タグ２１Ｍがマルチホップ送信した送信信号との２つの無線信号を受信する（図１３の「電波を送信する無線タグ」における、下から３番目の「上タグ」と「下タグ（斜線）」）。
Next, inundation in the
次に、マンホール２０内で浸水が増えて、中位の無線タグ２１Ｍが水に浸かる状況（図１３の「浸水時の水位」で符号３１−３の状態）では、高位の無線タグ２１Ｕの送信信号と低位の無線タグ２１Ｄからの送信信号の中位の無線タグ２１Ｍによるマルチホップ送信に加え、中位の無線タグ２１Ｍ自身も無線送信を開始する。したがって、この状況において、地上の読取装置２２は、高位の無線タグ２１Ｕの送信信号と、中位の無線タグ２１Ｍの送信信号と、低位の無線タグ２１Ｄからの送信信号を中位の無線タグ２１Ｍがマルチホップ送信した送信信号との３つの無線信号を受信する（図１３の「電波を送信する無線タグ」における、上から４番目の「上タグ」、「中タグ」、「下タグ（斜線）」）。
Next, in a situation where water is increased in the
次に、マンホール２０内での浸水が増えて、中位の無線タグ２１Ｍの電波が水中で減衰して地上まで直接届かない状況（図１３の「浸水時の水位」で符号３１−４の状態）では、これまでの高位の無線タグ２１Ｕの送信、低位の無線タグ２１Ｄからの送信の中位の無線タグ２１Ｍと高位の無線タグ２１Ｕによるマルチホップ送信と、中位の無線タグ２１Ｍ自身からの送信の高位の無線タグ２１Ｕによるマルチホップ通信とになる。これまで、中位の無線タグ２１Ｍの送信信号が直接読取装置２２に届いていたが、中位の無線タグ２１Ｍからの送信信号を読取装置２２に届けるため、高位の無線タグ２１Ｕによりマルチホップで通信する。したがって、地上の読取装置２２は、高位の無線タグ２１Ｕの送信信号と、低位の無線タグ２１Ｄからの送信信号を中位の無線タグ２１Ｍと高位の無線タグ２１Ｕとがマルチホップ送信した送信信号と、中位の無線タグ２１Ｍからの送信信号を高位の無線タグ２１Ｕがマルチホップ送信した送信信号との３つの無線信号を受信する（図１３の「電波を送信する無線タグ」における、上から３番目の「上タグ」、「中タグ（斜線）」、「下タグ（斜線）」）。
Next, inundation in the
次に、マンホール２０内での浸水がさらに増えて、高位の無線タグ２１Ｕが水に浸かる状況である（図１３の「浸水時の水位」で符号３１−５の状態）。この状況では、これまでの高位の無線タグ２１Ｕ自身の送信が停止する。しかし、低位の無線タグ２１Ｄからの送信の中位の無線タグ２１Ｍと高位の無線タグ２１Ｕとによるマルチホップ送信と、中位の無線タグ２１Ｍ自身からの無線信号の送信と、高位の無線タグ２１Ｕによるマルチホップ通信は継続される。したがって、地上の読取装置２２は、低位の無線タグ２１Ｄの送信信号と中位の無線タグ２１Ｍ自身からの送信信号とを、中位の無線タグ２１Ｍ、及び高位の無線タグ２１Ｕがマルチホップ送信した送信信号との２つの無線信号を受信する（図１３の「電波を送信する無線タグ」における、上から２番目の「中タグ（斜線）」、「下タグ（斜線）」）。
Next, inundation in the
そして、最後に、マンホール内での浸水が最も多くなり、高位の無線タグ２１Ｕが送信した電波が水中で減衰して地上まで直接届かない状況である（図１３の「浸水時の水位」で符号３１−６の状態）。この状況では、低位の無線タグ２１Ｄと中位の無線タグ２１Ｍからの無線信号の送信が高位の無線タグ２１Ｕでマルチホップされても、この高位の無線タグ２１Ｕによるマルチホップの電波も地上の読取装置２２には届かない。したがって、マンホール内での浸水が最も多くなる状況では、地上の読取装置２２には、どの無線タグからの無線信号も受信されない。
Finally, the flooding in the manhole is the largest, and the radio waves transmitted by the high-
図１４は、本第５実施形態による、マルチホップ付き無線タグの構成を示すブロック図である。図１４の下部には、無線タグ２１の外観を示し、左側の無線タグ２１は、浸水していないときの状態を示し、右側の無線タグ２１は、浸水時の状態を示している。また、図１４の上部には、無線タグ２１のそれぞれの状態における内部構造（回路構成）を示している。図において、無線タグ２１は、送信・受信兼用アンテナ２１−２０、送信機能部２１−３ｂ、受信機能部２１−３ａ、タグ制御機能部２１−２１、ＩＤを格納するメモリ２１−５、電力供給機能部（電池）２１−６、水圧検知機能部２１−１を備えている。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a multi-hop wireless tag according to the fifth embodiment. The lower part of FIG. 14 shows the appearance of the
送信・受信兼用アンテナ２１−２０は、前述した図２の送信（受信）アンテナｏｒコイル２１−２に相当し、送信に関しては同じ機能である。しかし、受信については、送信・受信兼用アンテナ２１−２０は、他の無線タグの送信をマルチホップするための機能が備わっている。送信機能部２１−３ｂは、図２の送信（受信）機能部２１−３での送信機能と同じで、タグ制御機能部２１−２１の指示に従って、送信信号を生成して送信・受信兼用アンテナ２１−２０へ供給する。また、送信機能部２１−３ｂは、必要なときのみ電力供給機能部（電池）２１−６から電源供給される。 The transmission / reception antenna 21-20 corresponds to the transmission (reception) antenna or coil 21-2 of FIG. 2 described above, and has the same function regarding transmission. However, for reception, the transmitting / receiving antenna 21-20 has a function for multi-hop transmission of other wireless tags. The transmission function unit 21-3b is the same as the transmission function in the transmission (reception) function unit 21-3 in FIG. 2, and generates a transmission signal in accordance with an instruction from the tag control function unit 21-21, thereby transmitting and receiving antennas. 21-20. The transmission function unit 21-3b is supplied with power from the power supply function unit (battery) 21-6 only when necessary.
受信機能部２１−３ａは、他の無線タグの送信をマルチホップするために、送信・受信兼用アンテナ２１−２０より受けた無線信号に対して所定の処理を行い、その無線信号の無線タグＩＤなど取り出し、マンホール内に設置された隣の無線タグからの送信であるかを判定し、判定結果に応じて、電力生成機能部（電池）２１−６からの電源供給ラインを接続したり、切断したりする、つまりスイッチ部２１−１−２ｂのオン／オフ動作を制御したり、タグ制御機能部２１−２１に情報を供給したりする。 The reception function unit 21-3a performs predetermined processing on the wireless signal received from the transmitting / receiving antenna 21-20 in order to multi-hop transmission of another wireless tag, and the wireless tag ID of the wireless signal And determine whether the transmission is from the adjacent wireless tag installed in the manhole, and connect or disconnect the power supply line from the power generation function unit (battery) 21-6 according to the determination result. In other words, it controls the on / off operation of the switch unit 21-1-2b, or supplies information to the tag control function unit 21-21.
タグ制御機能部２１−２１は、図２に示したタグ制御機能部２１−４と同じく、電力生成機能部（電池）２１−６より電力供給を受けると送信の制御を行う。また、タグ制御機能部２１−２１は、図２の無線タグの送信機能に加えて、受信機能部２１−３ａからマンホール内に設置された隣の無線タグからの送信信号を受信したことがきっかけで送信する場合は（マンホール内に設置された隣の無線タグの送信をマルチホップする場合は）、送信機能部２１−３ｂに対して、マルチホップの送信であるという情報を付加して送信信号を生成するように指示する。 Similar to the tag control function unit 21-4 shown in FIG. 2, the tag control function unit 21-21 controls transmission when receiving power supply from the power generation function unit (battery) 21-6. In addition to the transmission function of the wireless tag in FIG. 2, the tag control function unit 21-21 has received the transmission signal from the adjacent wireless tag installed in the manhole from the reception function unit 21-3a. When transmitting by (when multi-hop transmission of the adjacent wireless tag installed in the manhole), a transmission signal is added to the transmission function unit 21-3b by adding information indicating multi-hop transmission. To generate
電力供給機能部（電池）２１−６は、まず、図２と同様に、水圧検知機能部２１−１からの水圧を検知したかの有無により、送信機能部２１−３ｂ及びタグ制御機能部２１−２１への電力供給／遮断の制御を受ける（スイッチ部２１−２−２ａ）。この制御の他に、電力供給機能部（電池）２１−６は、受信機能部２１−３ａにより、マンホールに設置された隣の無線タグの送信の有無により、送信機能部２１−３ｂ及びタグ制御機能部２１−２１への電力供給／遮断の制御を受ける（スイッチ部２１−２−２ｂ）。
The power supply function unit (battery) 21-6 first transmits the transmission function unit 21-3b and the tag
そして、ＩＤを格納するメモリ２１−５、及び水圧検知機能部２１−１は、図２の場合と同じである。ＩＤを格納するメモリ２１−５については、無線タグ自身の送信信号にＩＤを含むので、タグ制御機能部２１−２１が送信機能部２１−３ｂに対して送信を指示するときにメモリ２１−５に格納されたＩＤを利用する。水圧検知機能部２１−１は、無線タグ２１が浸水したときにその水圧を検知し、水圧の変化に応じて、電力供給機能（電池）２１−６からタグ制御機能部２１−２１、送信機能部２１−３ｂへの電力を供給／遮断するスイッチ部２１−１−２ａを切り替える。
The memory 21-5 for storing the ID and the water pressure detection function unit 21-1 are the same as those in FIG. As for the memory 21-5 storing the ID, since the ID is included in the transmission signal of the wireless tag itself, when the tag control function unit 21-21 instructs the transmission function unit 21-3b to transmit, the memory 21-5 ID stored in is used. The water pressure detection function unit 21-1 detects the water pressure when the
この無線タグの外観は、図２に示した水検知用に改良された無線タグと同様であり、凸状の水圧検知部２１−１−１は、浸水で水圧が加わると凹むようになっている。浸水がない（通常）ときは、水圧検知部２１−１−１が動作せず、加えて他の無線タグの電波も受信しないので、送信機能部２１−３ｂや、タグ制御機能部２１−２１への電力供給が遮断される。一方、浸水したときや、あるいは他の無線タグからの電波を受信した場合には、各機能（送信機能部２１−３ｂや、タグ制御機能部２１−２１）へ電力が供給されるようになっている。 The appearance of this wireless tag is the same as that of the wireless tag improved for water detection shown in FIG. 2, and the convex water pressure detection unit 21-1-1 is recessed when water pressure is applied by water immersion. Yes. When there is no water immersion (normal), the water pressure detection unit 21-1-1 does not operate, and in addition, the radio waves of other wireless tags are not received, so the transmission function unit 21-3b or the tag control function unit 21-21. The power supply to is cut off. On the other hand, when flooded or when receiving radio waves from other wireless tags, power is supplied to each function (transmission function unit 21-3b and tag control function unit 21-21). ing.
図１５及び図１６は、本第５実施形態による、３つのマルチホップ付き無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕを用いた場合の動作を説明するためのフローチャートである。まず、マンホール２０に浸水がないときは、低位の無線タグ２１Ｄ、中位の無線タグ２１Ｍ、高位の無線タグ２１Ｕとも水を検知しておらず、高位の無線タグ２１Ｕのみが電波（無線信号）を送信する（ステップＳｃ１）。このとき、低位の無線タグ２１Ｄと中位の無線タグ２１Ｍは停止中である。マンホール２０内に浸水がなければ（ステップＳｃ２のＮＯ）、ステップＳｃ１に戻る。
FIGS. 15 and 16 are flowcharts for explaining the operation in the case of using the three
一方、マンホール２０内の浸水がある場合であっても（ステップＳｃ２のＹＥＳ）、低位の無線タグ２１Ｄ、中位の無線タグ２１Ｍ、及び、高位の無線タグ２１Ｕにおいて水が検知されなければ、高位の無線タグ２１Ｕが電波を送信する（ステップＳｃ３）。このとき、低位の無線タグ２１Ｄと中位の無線タグ２１Ｍは送信停止中である。
On the other hand, even if there is water in the manhole 20 (YES in step Sc2), if water is not detected in the low-
その後、浸水が進んでも、浸水が低位の無線タグ２１Ｄを越えなければ（ステップＳｃ４のＮＯ）、ステップＳｃ３へ戻り高位の無線タグ２１Ｕは電波の送信を継続する。
Thereafter, even if the inundation proceeds, if the inundation does not exceed the low-
一方、浸水が低位の無線タグ２１Ｄを越えれば（ステップＳｃ４のＹＥＳ）、低位の無線タグ２１Ｄが水を検知し（ステップＳｃ５）、低位の無線タグ２１Ｄが電波を送信する（ステップＳｃ６）。このとき、中位の無線タグ２１Ｍの送信は停止中であり、高位の無線タグ２１Ｕは電波の送信を継続している。
On the other hand, if the flooding exceeds the
次に、浸水で低位の無線タグ２１Ｄの電波が減衰しなければ（ステップＳｃ７のＮＯ）、ステップＳｃ５に戻り、低位の無線タグ２１Ｄと高位の無線タグ２１Ｕとの電波の送信を継続する。一方、浸水で低位の無線タグ２１Ｄの電波が減衰するならば（ステップＳｃ７のＹＥＳ）、低位の無線タグ２１Ｄの減衰した電波を中位の無線タグ２１Ｍが検知し（ステップＳｃ８）、低位の無線タグ２１Ｄの減衰した電波を中位の無線タグ２１Ｍが中継して地上に送信する（ステップＳｃ９）。このとき、中位の無線タグ２１Ｍ自身の送信は停止中であり、高位の無線タグ２１Ｕは電波の送信を継続している。
Next, if the radio wave of the
浸水が中位の無線タグ２１Ｍを越さなければ（ステップＳｃ１０のＮＯ）、ステップＳｃ８に戻り、中位の無線タグ２１Ｍによる、低位の無線タグ２１Ｄの減衰した電波のマルチホップ送信を継続し、高位の無線タグ２１Ｕの送信を継続する。一方、水が中位の無線タグ２１Ｍを越すならば（ステップＳｃ１０のＹＥＳ）、中位の無線タグ２１Ｍが水を検知し（ステップＳｃ１１）、中位の無線タグ２１Ｍ自身も送信する（ステップＳｃ１２）。このとき、低位の無線タグ２１Ｄの電波を中位の無線タグ２１Ｍが中継を継続するとともに、高位の無線タグ２１Ｕも電波の送信を継続している。
If the inundation does not pass through the
次に、浸水で中位の無線タグ２１Ｍの電波が減衰しないならば（ステップＳｃ１３のＮＯ）、ステップＳｃ１１に戻り、中位の無線タグ２１Ｍ自身の電波の送信、中位の無線タグ２１Ｍによる低位の無線タグ２１Ｄの減衰した電波のマルチホップ送信、高位の無線タグ２１Ｕの電波の送信を継続する。一方、浸水で中位の無線タグ２１Ｍの電波が減衰するならば（ステップＳｃ１３のＹＥＳ）、中位の無線タグ２１Ｍの減衰した電波を高位の無線タグ２１Ｕが検知し（ステップＳｃ１４）、中位の無線タグ２１Ｍの減衰した電波を高位の無線タグ２１Ｕが中継して地上に送信する（ステップＳｃ１５）。このとき、低位の無線タグ２１Ｄの送信は、中位の無線タグ２１Ｍ及び高位の無線タグ２１Ｕにより中継されて送信され、高位の無線タグ２１Ｕも電波の送信を継続している。
Next, if the radio wave of the
次に、浸水が高位の無線タグ２１Ｕを越さなければ（ステップＳｃ１６のＮＯ）、ステップＳｃ１４に戻り、高位の無線タグ２１Ｕ自身の電波の送信、高位の無線タグ２１Ｕによる、中位の無線タグ２１Ｍの減衰した電波のマルチホップ送信、中位の無線タグ２１Ｍ及び高位の無線タグ２１Ｕによる、低位の無線タグ２１Ｄの減衰した電波のマルチホップ送信が継続される。
Next, if the inundation does not pass through the high-
一方、浸水が高位の無線タグ２１Ｕを越すならば（ステップＳｃ１６のＹＥＳ）、高位の無線タグ２１Ｕが水を検知し（ステップＳｃ１７）、高位の無線タグ２１Ｕ自身の送信を停止する（ステップＳｃ１８）。このとき、高位の無線タグ２１Ｕによる、中位の無線タグ２１Ｍの減衰した電波のマルチホップ送信、中位の無線タグ２１Ｍ及び高位の無線タグ２１Ｕによる、低位の無線タグ２１Ｄの減衰した電波のマルチホップ送信は継続されている。
On the other hand, if the flooding passes over the high-
次に、浸水で高位の無線タグ２１Ｕの電波が減衰しなければ（ステップＳｃ１９のＮＯ）、ステップＳｃ１７に戻り、高位の無線タグ２１Ｕによる、中位の無線タグ２１Ｍの減衰した電波のマルチホップ送信、中位の無線タグ２１Ｍ及び高位の無線タグ２１Ｕによる、低位の無線タグ２１Ｄの減衰した電波のマルチホップ送信が継続される。
Next, if the radio wave of the high-
一方、浸水で高位の無線タグ２１Ｕの電波が減衰するならば（ステップＳｃ１９のＹＥＳ）、最終的な状況、すなわち、高位の無線タグ２１Ｕの電波が読取装置２２に届かなくなる（ステップＳｃ２０）。このとき、低位の無線タグ２１Ｄ・中位の無線タグ２１Ｍの電波が中位の無線タグ２１Ｍ・高位の無線タグ２１Ｕで中継されるがそれら中継の電波も読取装置２２に届かない。そして、当該処理を終了する。
On the other hand, if the radio wave of the high-
図１７は、本第５実施形態による、無線タグ２１Ｍ、２１Ｕにおけるマルチホップ送信の動作を説明するためのフローチャートである。まず、無線タグ２１Ｍ、２１Ｕは、浸水の検知動作を行い（ステップＳｄ１）、浸水を検知したか否かを判定する（ステップＳｄ２）。そして、浸水を検知したならば（ステップＳｄのＹＥＳ）、無線信号を送信する（ステップＳｄ３）。次に、一定時間経過したか否かを判定し（ステップＳｄ４）、一定時間経過していなければ、ステップＳｄ３に戻り、無線信号の送信を継続する。 FIG. 17 is a flowchart for explaining the multihop transmission operation in the wireless tags 21M and 21U according to the fifth embodiment. First, the wireless tags 21M and 21U perform a flooding detection operation (step Sd1) and determine whether or not flooding has been detected (step Sd2). And if inundation is detected (YES of step Sd), a radio signal will be transmitted (step Sd3). Next, it is determined whether or not a certain time has elapsed (step Sd4). If the certain time has not elapsed, the process returns to step Sd3, and the transmission of the radio signal is continued.
無線タグ２１Ｍ、２１Ｕの送信は、一定時間毎に行うことで、パッシブ型の無線タグなら読取装置２２からの要求に対して１度の応答を返すようにしたり、アクティブ型の無線タグなら電池の電力消耗などを抑制したりすることができる。そして、無線信号の送信から一定時間経過すると（ステップＳｄ４のＹＥＳ）、無線の受信動作を行い（ステップＳｄ５）、無線を受信したか否かを判定し（ステップＳｄ６）、無線を受信したならば（ステップＳｄ６のＹＥＳ）、受信レベルが弱いか否かを判定する（ステップＳｄ７）。受信した無線の受信レベルの確認は、無線信号を送信した他の無線タグが浸水して、その無線信号が水中で減衰して地上の受信機まで到達できないと判断することにある。
The wireless tags 21M and 21U are transmitted at regular intervals, so that a passive wireless tag returns a single response to a request from the
そして、無線を検知しないか（ステップＳｄ６のＮＯ）、あるいは無線を受信したものの（ステップＳｄ６のＹＥＳ）、受信レベルが十分に強ければ（ステップＳｄ７のＮＯ）、マルチホップ送信が必要ないので、ステップＳｄ１に戻る。一方、無線を受信したものの（ステップＳｄ６のＹＥＳ）、受信レベルが十分に弱ければ（ステップＳｄ７のＹＥＳ）、受信した無線信号をマルチホップ送信し（ステップＳｄ８）、当該処理を終了する。 If radio is not detected (NO in step Sd6) or radio is received (YES in step Sd6), if the reception level is sufficiently strong (NO in step Sd7), multi-hop transmission is not necessary, so step Return to Sd1. On the other hand, if the radio is received (YES in step Sd6), if the reception level is sufficiently weak (YES in step Sd7), the received radio signal is transmitted in multihop (step Sd8), and the process is terminated.
図１７に示した無線タグ動作のフローチャートは、浸水時に無線送信し、また他の浸水した無線タグの送信を受信してマルチホップ送信する例のものである。逆に、通常時（浸水のないとき）に無線送信する例へと変更するためには、ステップＳｄ２における「浸水を検知したか否か」の判定条件で進む方向（ＹＥＳ／ＮＯ）を逆にすることで実現できる。 The wireless tag operation flowchart shown in FIG. 17 is an example in which wireless transmission is performed at the time of flooding, and transmission of another flooded wireless tag is received and multihop transmission is performed. On the other hand, in order to change to the example of wireless transmission during normal time (when there is no flooding), the direction (YES / NO) in which the advancing is made based on the determination condition “whether flooding has been detected” in step Sd2 is reversed. This can be achieved.
上述したように、本第５実施形態によれば、マンホール２０内に高さを変えて３つの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕを設置して、これらの無線タグ２１Ｄ、２１Ｍ、２１Ｕがマルチホップ通信するため、双方向通信できるよう受信機能を持たせることで、地上の読取装置２２に届く無線タグからの無線信号により、マンホール２０の蓋を閉じたままでも、より高精度でマンホール２０内の浸水の水位を把握することができる。
As described above, according to the fifth embodiment, three
本発明では、マンホール内に設置した無線タグから送信する無線信号を、蓋が閉まったままの状態で受信することで、マンホール内の浸水の状況を把握し、この情報を作業計画準備に利用することができる。 In the present invention, the wireless signal transmitted from the wireless tag installed in the manhole is received with the lid closed, so that the inundation status in the manhole is grasped, and this information is used for work plan preparation. be able to.
２０ マンホール
２１、２１Ｈ、２１Ｌ、２１Ｖ、２１Ｗ、２１ＨＶ、２１ＬＷ、Ｄ、Ｍ、Ｕ 無線タグ
２２、 読取装置
２１−１ 水圧検知機能部
２１−１−１ 水圧検知部
２１−１−２、２１−１−２ａ、２１−１−２ｂ スイッチ部
２１−１−３ 水圧センサ（水圧検知部）
２１−１−４ メモリ
２１−２ 送信（受信）アンテナｏｒコイル
２１−３ 送信（受信）機能部
２１−４ タグ制御機能部
２１−５ メモリ
２１−６ 電力生成機能部（ｏｒ電池）
２１−３ａ 受信機能部
２１−３ｂ 送信機能部
２１−１０ 浸水検知センサ
２１−１１ 判定回路
２１−１２ 制御回路
２１−２０ 送信・受信兼用アンテナ
２１−２１ タグ制御機能部
20
21-1-4 Memory 21-2 Transmission (Reception) Antenna or Coil 21-3 Transmission (Reception) Function Unit 21-4 Tag Control Function Unit 21-5 Memory 21-6 Power Generation Function Unit (or Battery)
21-3a Reception Function Unit 21-3b Transmission Function Unit 21-10 Inundation Detection Sensor 21-11 Determination Circuit 21-12 Control Circuit 21-20 Transmit / Receive Antenna 21-21 Tag Control Function Unit
Claims (10)
マンホール内の異なる高さに設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号の送信を停止、水が検知されないときに送信信号を送信する複数の無線タグと、
地上で前記複数の無線タグからの送信信号の有無に基づいて、マンホールの識別、マンホール内の浸水の有無、浸水の程度を判定する読取装置と
を備えることを特徴とする浸水検知システム。 An inundation detection system for detecting inundation in a manhole,
Installed at different heights in the manhole, equipped with water detection means to detect the presence or absence of water in the manhole, stop transmission of transmission signal when water is detected, send multiple transmission signals when water is not detected With wireless tag,
An inundation detection system comprising: a reader that determines manhole identification, presence / absence of inundation in the manhole, and degree of inundation based on presence / absence of transmission signals from the plurality of wireless tags on the ground.
マンホール内に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号を送信し、水が検知されないときに送信信号の送信を停止する第１の無線タグと、
マンホール内に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号の送信を停止、水が検知されないときに送信信号を送信する第２の無線タグと、
地上で前記第１の無線タグと前記第２の無線タグとからの送信信号の有無に基づいて、マンホールの識別、マンホール内の浸水の有無、浸水の程度を判定する読取装置と
を備えることを特徴とする浸水検知システム。 An inundation detection system for detecting inundation in a manhole,
A first radio that is installed in a manhole, includes water detection means for detecting the presence or absence of water in the manhole, transmits a transmission signal when water is detected, and stops transmission of the transmission signal when water is not detected Tag,
A second wireless tag that is installed in a manhole, includes water detection means for detecting the presence or absence of water in the manhole, stops transmission of a transmission signal when water is detected, and transmits a transmission signal when water is not detected When,
A reader for determining the manhole identification, the presence / absence of water in the manhole, and the degree of water immersion based on the presence / absence of transmission signals from the first wireless tag and the second wireless tag on the ground. A featured inundation detection system.
前記第２の無線タグは、マンホール内の高い位置に設置されることを特徴とする請求項２記載の浸水検知システム。 The first wireless tag is installed at a low position in a manhole,
The inundation detection system according to claim 2, wherein the second wireless tag is installed at a high position in a manhole.
マンホール内の底に近い場所に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号を送信し、水が検知されないときに送信信号の送信を停止する第１の無線タグと、
マンホール内の中程に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号を送信し、水が検知されないときに送信信号の送信を停止する第２の無線タグと、
マンホール内の高い位置に設置され、マンホール内の水の有無を検出する水検出手段を備え、水を検知したときに送信信号の送信を停止、水が検知されないときに送信信号を送信する第３の無線タグと、
地上で前記第１の無線タグ、前記第２の無線タグ、及び前記第３の無線タグからの送信信号の有無に基づいて、マンホールの識別、マンホール内の浸水の有無、浸水の程度を判定する読取装置と
を備えることを特徴とする浸水検知システム。 An inundation detection system for detecting inundation in a manhole,
Installed near the bottom of the manhole, equipped with water detection means to detect the presence or absence of water in the manhole, transmits a transmission signal when water is detected, stops transmission of transmission signal when water is not detected A first wireless tag to
Installed in the middle of the manhole, equipped with water detection means that detects the presence or absence of water in the manhole, transmits a transmission signal when water is detected, and stops transmission of the transmission signal when water is not detected 2 wireless tags,
It is installed at a high position in the manhole, and has a water detection means for detecting the presence or absence of water in the manhole, and stops transmission of a transmission signal when water is detected, and transmits a transmission signal when water is not detected. With wireless tag,
Based on the presence or absence of transmission signals from the first wireless tag, the second wireless tag, and the third wireless tag on the ground, the identification of the manhole, the presence or absence of water in the manhole, and the degree of water immersion are determined. An intrusion detection system comprising: a reader.
他の無線タグからの無線信号を受信し、該受信した他の無線タグから無線信号の受信レベルが、浸水による水中の減衰により地上に届かなくなる程度に小さい場合に、マルチホップ通信を行うマルチホップ送受信手段を備えることを特徴とする請求項７記載の浸水検知システム。 The first wireless tag, the second wireless tag, and the third wireless tag are:
Multi-hop communication that receives a wireless signal from another wireless tag and performs multi-hop communication when the reception level of the wireless signal from the received other wireless tag is so small that it does not reach the ground due to underwater attenuation due to flooding The flood detection system according to claim 7, further comprising a transmission / reception unit.
自身を識別するための識別情報を記憶する記憶手段と、
前記識別情報を含む送信信号を送信する送信手段と、
前記水検出手段により水が検知されると、前記送信手段により送信信号を送信させ、前記水検出手段により水が検知されないとき、前記送信手段による送信信号の送信を停止する制御手段と
を備えることを特徴とする水検知用無線タグ。 Water detection means for detecting the presence or absence of water;
Storage means for storing identification information for identifying itself;
Transmitting means for transmitting a transmission signal including the identification information;
Control means for causing the transmission means to transmit a transmission signal when water is detected by the water detection means, and stopping transmission of the transmission signal by the transmission means when water is not detected by the water detection means. Wireless tag for water detection characterized by
自身を識別するための識別情報を記憶する記憶手段と、
前記識別情報を含む送信信号を送信する送信手段と、
前記水検出手段により水が検知されると、前記送信手段による送信信号の送信を停止し、前記水検出手段により水が検知されないとき、前記送信手段により送信信号を送信させる制御手段と
を備えることを特徴とする水検知用無線タグ。 Water detection means for detecting the presence or absence of water;
Storage means for storing identification information for identifying itself;
Transmitting means for transmitting a transmission signal including the identification information;
Control means for stopping transmission of a transmission signal by the transmission means when water is detected by the water detection means, and causing the transmission means to transmit a transmission signal when water is not detected by the water detection means. Wireless tag for water detection characterized by
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