JP2014146169A - データ収集システム及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のデータ収集システムは、建設現場の所定の場所に各々配置され、周囲環境の状態を示す計測データを取得し、取得した計測データを時間間隔を置いて無線出力により送信するセンサ装置と、建設現場内を移動する工事関係者に携帯され、センサ装置の無線を受信可能なエリアへ進入し、センサ装置から計測データを受信した場合、内部記憶部に対して受信した計測データを書き込んで記憶させる携帯端末と、携帯端末が自身と無線通信可能な距離となったことを検出した場合、携帯端末が内部記憶部に記憶している計測データを読み込む計測データ取得装置とを有する。
【選択図】図1
Description
このため、現場管理者などの状況把握を行うことを義務づけられた担当者を、定期的に建設現場内を巡回させている。そして、担当者が刻々変化する建設現場の状態を肉眼で観察し、観察した建設現場の状況変化を確認して記録し、建設現場の内外の状態変化を把握する方法が一般的に用いられている。
このため、現場状況の変化を正確に捉えようとすると、すでに述べたように、担当者が建設現場の現場状況の確認と確認結果の記録とを行うことを目的として、現場内を常時巡回しなければならない。
このように、現場内に担当者を常時巡回させて確認を行う場方法では、多くの担当者を必要とし、建設コストの上昇につながることになる。
そして、異なる種類のセンサ装置それぞれから発信される計測データを、建設現場内に配置されたデータ収集装置が受信し、データ収集装置が受信した計測データを、データ管理サーバに送信し、データ管理サーバがセンサ装置毎の計測データを蓄積するシステムが用いられる。これにより、現場管理者などの担当者は、データ管理サーバに蓄積される計測データを参照することにより、センサ装置が設けられている建設現場の内外の現場状況をリアルタイムに確認することができる(例えば、特許文献1)。
しかしながら、建設現場における工事が進捗するにつれて、建物の部屋を形成する壁(耐力壁)、部屋内部をさらに分割する間仕切り壁(非耐力壁)、あるいは席を分離するパーテーションなどの遮蔽物が、建物内部に立て込まれていく。
この対策として、担当者は遮蔽物の立て込みに対応して、センサ装置からの電波が受信できる位置へ、データ収集装置のアンテナを移動させる必要がある。このアンテナの位置を決定する際、遮蔽物の位置に対し、いずれにアンテナを配置するかは、センサ装置からアンテナまでの電波の伝搬経路を考慮して決定される。ところが、電波の伝搬経路を予測することは、伝搬経路が遮蔽物の位置とアンテナの位置との対応関係で変化するため困難である。
また、このデータ収集装置のアンテナの位置を決定するための試行の最中においても、センサ装置は自身の計測した計測データを発信している。
しかしながら、データ収集装置は、この自身のアンテナの位置を設定する試行の最中において、センサ装置から発信された計測データの全てを受信することはできない。このため、データ収集装置のアンテナの位置の設定中において、センサ装置が発信する計測データは、その一部あるいは全てが無駄に失われる。
しかしながら、発信される電波の電波強度は、電波法に基づいて決められた特定小電力無線で規定された強度を超えて高くすることができない。このため、電波強度を高くすることに限界があり、データ収集装置のアンテナを移動させない状態において、遮蔽物を超えてアンテナに届く程度に電波強度を高くすることができない。
この結果、センサ装置を稼働させるバッテリの寿命が短くなり、バッテリ交換の頻度が多くなり、バッテリ交換を行う担当者が頻繁にバッテリ交換を行わなければならず、担当者の仕事量を増加させてしまう。
図1においては、建設中のn(n=1,2,…)階建ての建物(建設現場)100の3階F3の構成を示している。3階F3には一例として建設機械M1及び建設機械M2が配置され、それぞれの機能に応じた作業を行っている。建設機械M1は、例えば、動作中に温度が上昇し、この温度をモニタすることにより、稼働状態を推定することができる。また、建設機械M2は、例えば、動作中に振動が発生し、この振動の強度をモニタすることにより、稼働状態が推定できる。
センサ装置11は、建設機械M2に取り付けられており、一定時間毎に建設機械M1の筐体の振動の振動強度(例えば、振動加速度の強度)を計測し、計測した振動強度を計測データとして、一定周期毎に発信する。また、センサ装置10及びセンサ装置11の各々は、計測した環境の状態を示す計測データを、電波法で規定されている特定小電力無線の電波強度範囲(エリア)内の電波強度により発信する。また、センサ装置10及びセンサ装置11の各々は、計測データとともに、センサ装置識別情報と時間情報とを発信する。ここで、センサ識別情報は、各センサ装置の符号と同様とし、センサ装置10が10であり、センサ装置11が11である。また、時間情報は、計測データを計測した時間である。
しかし、監視する対象の状態の変化がそれほど早くないものも存在する。したがって、監視する対象の状態の変化の速度に対応して、この一定周期を設定するようにしても良い。例えば、環境の物理量の管理したい水準により、1時間周期あるいは1日に4周期程度となる所定の時間に設定し、そのとき計測してある計測データを送信するように構成する。この場合、物理量を計測する時間間隔も、この一定周期に合わせて変更させる。
このように、センサ装置10及びセンサ装置11の各々が計測データを発信する一定周期及び計測データを計測部111から取得する時間間隔をセンサ装置毎に異なる値に設定しても、計測データには、センサ装置識別情報と時間情報とが付加されるため、データサーバ700により容易にセンサ装置毎の計測データに分類し、計測時間の順に再配列させることができる。また、センサ装置10及びセンサ装置11の各々は、上述した一定周期でなく、ランダムな時間間隔を置いて計測データを取得し、かつランダムな時間間隔を置いて計測データを送信するようにしても良い。ここで、計測データをランダムな時間に計測し、かつ送信したしても、タイムスタンプとして時間情報が計測データに付加されているため、この時間情報が示し計測時間の順に再配列させることができる。
データサーバ700は、計測データ取得装置500から供給された計測データを、データベース800に対して状態計測データとして書き込んで記憶させる。
計測部111は、温度を計測する温度センサであり、計測した計測データを制御部112に対して出力する。本実施形態の場合、例えば、センサ装置10の測定対象の物理量を温度としているため計測部111は温度センサであり、センサ装置11の測定対象の物理量を加速度としているため計測部111は加速度センサである。
また、制御部112は、前回計測データを発信してから一定周期の時間が経過したことを示す周期信号を上記タイマーから供給されると、計測データ記憶部113に記憶されている計測データと時間情報とともに、自身のセンサ識別信号を無線送受信部114を介して発信する。この無線送受信部114は、電波法の規定する特定小電力無線の電波強度の上限未満で電波を発信し、データの送受信を行う。
バッテリ115は、上述した各部に対して駆動するための電力を供給する。
制御部422は、無線送受信部421から供給される計測データ、時間情報及びセンサ識別情報を記憶部423に対して書き込んで記憶させる。例えば、制御部422は、センサ装置から受信する図3(a)に示す計測データを記憶部423に対して書き込む。制御部422は、センサ装置10の計測データのみでなく、他のセンサ装置11などからの計測データも受信した場合、センサ識別情報毎に対応させて計測データを記憶部423に対して書き込んで、一旦記憶させる。
無線送受信部501は、無線送受信部114と同様に、電波法の規定する特定小電力無線の電波強度の上限未満で電波を発信し、データの送受信を行う。
有線送受信部502は、有線の情報通信網、例えば有線LANなどで形成されており、データサーバ700と有線の情報通信網を介してデータの送受信を行う。
有線送受信部701は、有線送受信部502と同様に、計測データ取得装置500と有線の情報通信網を介してデータの送受信を行う。
制御部702は、計測データ取得装置500からLANの有線及び有線送受信部701を介し、計測データ、時間情報及びセンサ識別情報を、データベース800内における計測データ収集領域に書き込んで記憶させる。
再配列部704は、センサ別計測データ収集領域から、計測データ及び時間情報の処理ファイルを順次読み出す。そして、再配列部704は、センサ別計測データ蓄積領域におけるセンサ識別情報毎の状態計測データに対し、時間情報に基づいて計測データを、計測された時間順に並べ直す再配置を行う。
本実施形態によれば、上述したデータサーバ700の分類及び再配列の処理により、異なる携帯機器で受信された、同一のセンサ装置の計測データが時間順に配列されて、データベース800に状態計測データとして蓄積されることになる。
センサ装置10において、制御部112は、自身内部のタイマーの計時する時間に基づいて、計測部111の出力する計測データを所定の時間間隔、すなわち一定時間毎に読み込み、計測データを計測した計測時間とともに、計測データ記憶部113に対して書き込んで記憶させる。
そして、制御部112は、自身内部のタイマーの計時する時間に基づき、一定周期毎に図3に示す計測データを、計測データ記憶部113から読み出し、自身に付加されているセンサ識別情報とともに無線送受信部114をから発信する。ここで、制御部112は、いずれの携帯端末も発信した計測データを取得しない場合(データ受信完了信号を携帯端末から受信しない場合)、計測データを消去せずにそのまま計測データ記憶部113に対して蓄積した状態にしておく。
例えば、携帯端末401を携帯した工事関係者が、ある処理のため、たまたまセンサ装置10の通信可能な距離の範囲301に進入した際、一定周期が経過してセンサ装置10が計測データを発信する。
このとき、携帯端末401において、制御部422は、センサ装置10から発信される計測データを受信すると、受信した計測データの最後に付加されている終端を示す終端データを受信したか否かの判定を行う。この終端データは、一定周期毎の計測データの区切りとして付加され、一定周期を識別する周期識別情報を含んでいる。
このとき、制御部422は、センサ装置10から受信した計測データに終端データが付加されていると、センサ装置10のセンサ識別情報に対応させて、計測データを記憶部423に書き込んで記憶させる。
制御部422は、受信した計測データに終端データが付加されていた場合、一定周期の計測データを正常に受信したとして、周期識別情報を含むデータ受信完了信号を、センサ装置10に対して送信する。
これにより、センサ装置10において、制御部112は、データ受信完了信号を予め設定された期間内に受信すると、周期識別情報の示す一定周期の計測データを、計測データ記憶部113から削除する処理を行う。
一方、制御部112は、計測データを発信した後、データ受信完了信号を予め設定された期間内に受信できなかった場合、発信した計測データを削除せず、計測データ記憶部113に蓄積したままとし、次の発信するタイミングで他の一定周期のデータとともに発信する。
計測データ取得装置500において、制御部503は、確認信号を周期的に無線送受信部501を介して発信する。
携帯端末401において、制御部422は、無線送受信部421を介して確認信号が供給されると、計測データ取得装置500が送信可能な距離に存在することを検知する。
制御部422は、送信可能な距離に計測データ取得装置500が存在することを検知すると、記憶部423に記憶されている計測データを時間情報及びセンサ識別情報とともに読み出す。そして、制御部422は、読み出した計測データ、時間情報及びセンサ識別情報に上記終端データを付加し、計測データ取得装置500に対し、無線送受信部421を介して発信する。
このとき、制御部503は、携帯電話401から受信した計測データに終端データが付加されていると、計測データに付加されているセンサ装置10のセンサ識別情報に対応させて、計測データを記憶部504に書き込んで記憶させる。
制御部503は、計測データに付加されている終端データを検出した場合、この終端データを検出した一定周期の計測データを正常に受信したことを示すデータ受信完了信号を、無線送受信部501を介して携帯端末401に対して送信する。
携帯端末401において、制御部422は、上述したデータ受信完了信号を無線送受信部421を介して受信すると、このデータ受信完了信号に付加されている周期識別信号に対応する一定周期の計測データを記憶部423から削除する。
制御部503は、自身内部のタイマーの計時する時間に基づき、予め所定の時間間隔が経過した場合、記憶部504に記憶されている各センサ装置の計測データを読み出し、データサーバに対して、有線送受信部502を介して送信する。
これにより、データサーバ700において、制御部702は、有線送受信部701を介して受信する計測データを、一旦、データベース800内の計測データ収集領域に書き込んで記憶させる。
そして、分類部703は、分類した一定周期毎の計測データを、データベース800内のセンサ別計測データ収集領域において、それぞれセンサ識別情報に対応させて書き込んで記憶させる。
再配列部704は、センサ識別情報毎に、順次、センサ別計測データ収集領域から計測データを読み込む。
そして、再配列部704は、状態計測データにおいて時間順に配列している計測データの計測時間と、センサ別計測データ収集領域から読み込んだ計測データの計測時間とを比較する。再配列部704は、状態計測データにおける計測データの計測時間と、センサ別計測データ収集領域から読み込んだ計測データの計測時間の各々が、計測時間の時間順となるように再配置を行い、再配置した結果を編集後の状態計測データとして、データベース800に対して書き込んで記憶させる。
上述したように、本実施形態によれば、計測データ取得装置500のアンテナ位置を変更せずとも、建物内の遮蔽物などの状況が変化したとしても、携帯端末を携帯している工事関係者が通過する位置にアンテナを配置しておくことで、センサ装置の計測した計測データを、データサーバ700容易に収集することが可能となる。
また、センサ装置の各々においては、一定周期毎に計測した計測データを、携帯端末が受信して受領受信完了を出力した際、自身の記憶部から削除するため、無駄な記憶容量を備える必要がなく、価格を低減することができる。
また、センサ装置の各々においては、一定周期毎に発信して、たまたま通信可能領域に存在する携帯端末に受信させるため、常時周囲に携帯端末が存在しているか否かの判定を行う構成に比較してバッテリ(図2のバッテリ115)の寿命を延ばすことが可能となる。
この図9において、センサ装置11の発信する電波の受信可能な範囲302と、計測データ取得装置500の発信する電波の受信可能な範囲303とが、センサ装置11及び計測データ取得装置500を含んでオーバーラップしている。一方、センサ装置10と計測データ取得装置500との距離は電波の送受信が不可能な距離となっている。
すなわち、工事関係者が携帯端末を携帯し、必要な計測データを保持しているセンサ装置の無線通信が可能な範囲に侵入し、データ取得を行う操作を携帯端末に対して行う。ここで、工事関係者は例えば携帯端末のタッチパネルに表示されている計測データ取得のボタンをクリックする。
例えば、センサ装置の計測する周囲環境の状態として、建設機械の稼働状態をセンシング(計測)するための振動センサ、打設済みコンクリートの温度をセンシングする温度センサ、建物周辺における振動や騒音をセンシングする振動センサや騒音センサなどがある。以下、それぞれのセンサを用いたアプリケーションについて述べる。
建設現場における作業に配置されている高所作業車(建設機械M2など)がどの程度稼働しているかを把握するため、この高所作業車に対して振動センサ(計測部111)を含むセンサ装置(センサ装置11)を設置する。このセンサ装置は、図2に示す構成となっている。
この場合、センサ装置11は、一定の時間間隔により稼働、すなわち振動センサである計測部111から振動を感知し、この感知した計測時間を時間情報として、すでに述べたように、計測データ記憶部113に書き込んで記憶させる。
また、工事関係者が移動し、計測データ取得装置500との通信可能な距離の範囲内に携帯端末が侵入すると、携帯端末から計測データ取得装置500に計測データが移し替えられる。
この計測データ取得装置500は、複数の携帯端末から取得した計測データを、データサーバ700に対してLAN配線600を介して送信する。例えば、このデータサーバ700は、建設現場の現場事務所内に設置されている。
これにより、ユーザは、データサーバ700の表示する状態計測データの示す計測データである振動データの時間変化により、建設現場に配置されている全ての高所作業車の各々の稼働状態を把握することができ、高所作業車の配置に偏りがないかなどの判断を行うことができる。例えば、ユーザである現場の管理者は、同一地点に複数配置した高所作業車において、全般的に稼働状態が低い、あるいは稼働状態のきわめて低い高所作業車が有る場合、この同一地点における高所作業車の台数を削減し、コストダウンを行う処理を実現できる。
特殊な種類のコンクリートの品質を管理する目的で、打設済みのコンクリートの温度を初期養生期間において計測する場合、この打設済みのコンクリートに対してセンサ装置10を設置する。このセンサ装置10はすでに説明したように図2の構成を有している。
アプリケーション例1と同様に、センサ装置10の計測した計測データは、センサ装置10から、移動する工事関係者の携帯する携帯端末、計測データ取得装置500の各々を経由して、データサーバ700に収集されて蓄積される。
また、計測データ取得装置500を介して計測データを取得する場合、携帯端末により計測データの伝搬を工事関係者の移動により行うため、計測データ取得装置500のアンテナをセンサ装置からの電波を受信する位置に調整する必要がない。
さらに、データベース800に、過去にセンサ装置10により計測されて品質に問題のない打設済みのコンクリートの初期養生期間における温度変化、すなわちコンクリートの基準温度変化を記憶させておく。そして、データサーバ700は、初期養生期間におけるセンサ装置10により新たに計測された状態計測データと、コンクリートの基準温度変化とを比較し、例えば時間毎の計測データの差分を取り、初期養生期間におけるこの差分の和が予め設定された数値を超えるか否かにより、コンクリートの出来上がりの程度を推定するように構成しても良い。
建設現場における建物周辺における振動や騒音を計測する場合、例えば建設現場を囲う仮囲いの所定の場所に、騒音センサあるいは振動センサを計測部111とするセンサ装置10、センサ装置11を設置する。このセンサ装置10及びセンサ装置11の各々は、すでに説明したように図2の構成を有している。
アプリケーション例1と同様に、センサ装置10の計測した計測データ(騒音の強度を示すデータ)は、センサ装置10から、移動する工事関係者の携帯する携帯端末、計測データ取得装置500の各々を経由して、データサーバ700に収集されて蓄積される。また、同様に、センサ装置11の計測した計測データ(振動の強度を示すデータ)は、センサ装置11から、移動する工事関係者の携帯する携帯端末、計測データ取得装置500の各々を経由して、データサーバ700に収集されて蓄積される。
そして、現場管理者は、この状態計測データに基づいて、特に振動あるいは騒音の強度の大きい場所については、この場所近傍での作業を抽出することにより、この作業に対して施工上の対策を講じることができ、建設現場の周囲の環境保全に貢献することができる。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
100…建物
111…計測部
112,422,503,702…制御部
113…計測データ記憶部
114,421,501…無線送受信部
115…バッテリ
301,302,303…範囲
401,402…携帯端末
423,504,704…記憶部
500…計測データ取得装置
502,701…有線送受信部
700…データサーバ
703…分類部
704…再配列部
800…データベース
M1,M2…建設機械
Claims (7)
- 建設現場の所定の場所に各々配置され、周囲環境の状態を示す計測データを取得し、取得した前記計測データを時間間隔を置いて無線出力により送信するセンサ装置と、
前記建設現場内を移動する工事関係者に携帯され、前記センサ装置の無線を受信可能なエリアへ進入し、当該センサ装置から前記計測データを受信した場合、内部記憶部に対して受信した前記計測データを書き込んで記憶させる携帯端末と、
前記携帯端末が自身と無線通信可能な距離となったことを検出した場合、当該携帯端末が内部記憶部に記憶している前記計測データを読み込む計測データ取得装置と
を有することを特徴とするデータ収集システム。 - 前記計測データの蓄積処理を行うデータサーバをさらに有し、
前記センサ装置の各々が、
周囲環境の前記計測データを計測し、自身内部の計測データ記憶部に当該計測データとともに当該計測データを計測した時間情報を書き込んで記憶させ、時間間隔を置いて前記計測データ記憶部から前記計測データ及び前記時間情報を読み出して発信し、
前記計測データ取得装置が、
複数の前記携帯端末から読み込んだ前記計測データを、当該計測データに付加されている前記センサ装置を示すセンサ識別情報とともに、前記データサーバに対して送信し、
前記データサーバが、
供給される前記計測データを前記センサ識別情報によって当該センサ装置毎に分類し、分類された前記センサ装置毎に前記時間情報を用いて時系列に前記計測データを配列し、周囲環境の状態の時間変化を示す状態計測データを生成し、内部の状態計測データ記憶部に書き込んで記憶させる
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ収集システム。 - 前記携帯端末が、
前記計測データを受信した場合、前記センサ装置に対して前記計測データを受信したことを示すデータ受信完了信号を送信し、
前記センサ装置が、前記携帯端末から前記データ受信完了信号を受信した場合、発信した前記計測データ及び時間情報を前記計測データ記憶部から削除する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のデータ収集システム。 - 前記センサ装置が前記計測データを発信する前記時間間隔が、当該センサ装置の計測する前記周囲環境の状態の変化の速度に対応して設定されている
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のデータ収集システム。 - 前記携帯端末が、
一日に複数回前記建設現場内全体を巡回のために移動する、当該建設現場における担当する種別の工事を管理する担当者である前記工事関係者に携帯されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のデータ収集システム。 - 前記携帯端末が、
一日に複数回前記建設現場内で、担当する種別の工事における作業を行う作業者である前記工事関係者に携帯されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のデータ収集システム。 - 建設現場の所定の場所に各々配置されたセンサ装置が、周囲環境の状態を示す計測データを取得し、計測された前記計測データを時間間隔を置いて無線出力により送信する計測過程と、
前記建設現場内を移動する工事関係者に携帯された携帯端末が、前記センサ装置の無線を受信可能なエリアへ進入し、当該センサ装置から前記計測データを受信した場合、内部記憶部に対して受信した前記計測データを書き込んで記憶させるデータ受信過程と、
計測データ取得装置が、前記携帯端末と自身との距離が無線通信可能な距離となったことを検出した場合、当該携帯端末が内部記憶部に記憶している前記計測データを読み込む計測データ取得過程と
を有することを特徴とするデータ収集方法。
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