JP2016114458A - センサ管理プログラム、センサ管理装置及びセンサ管理方法 - Google Patents

センサ管理プログラム、センサ管理装置及びセンサ管理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】対象物の状態に応じて最適な観測時間を短時間でセンサ装置に設定する技術を提供する。【解決手段】コンピュータは、記憶部から、複数の検知装置に設定された第1観測時間で計測された計測値と、計測値の計測誤差と第1観測時間との相関関係から計測誤差が収束する最短の時間である第2観測時間と、が関係付けられた計測関係情報を取得し、計測関係情報に基づいて、計測値と第2観測時間との関係を示す近似式を算出し、近似式を用いて、複数の検知装置のそれぞれから直近に取得した計測値に対応する第3観測時間を算出し、第3観測時間を複数の検知装置のそれぞれに通知するにより、上記課題の解決を図る。【選択図】図1

Description

本明細書は、センサ管理プログラム、センサ管理装置及びセンサ管理方法に関する。
近年、広域に設置した複数のセンサノードから、センサデータを無線で取得して、解析するシステムの開発・運用が進められている。センサノードには、例えば、マンホール蓋の裏側に設置したセンサ等がある。センサノードは、下水の水位やガス濃度を計測し、計測値を診断することにより異常を検知する。
このようなシステムとして、例えば、観測された振動の観測値を用いて設備の予防保全を行う異常診断・予防保全システムがある。当該異常診断・予防保全システムでは、診断に必要十分となる最適な観測時間を算出し、算出された最適観測時間で観測することによって、無線通信データ量を削減する。
特開2010−148027号公報 特開2008−256673号公報
上記のようなセンサノードは屋外に設置されることが多いため、外部給電ではなく、小型電池および太陽光発電等の小型発電機能により数年間稼働させることが求められる。したがって、必要以上にセンサノードが観測動作を行う、すなわち観測時間が長いと、電池が消耗しやすくなる。一方、観測時間が短いと、適切な観測データを取得することができない。そのため、センサノードには、適切な観測時間を設定することが求められる。
上述した異常診断・予防保全システムの技術では、測定対象の振動パターンは測定部位により異なるため、その測定部位に設置したセンサノードごとに観測時間を決定している。しかしなから、観測対象物等のあらゆる状態時の観測時間を定義するために、あらゆる状態が発生するまで待たなければならず、その間システムの運用ができない。
本発明は、一側面として、対象物の状態に応じて最適な観測時間を短時間でセンサ装置に設定する技術を提供する。
本発明の一側面に係るセンサ管理プログラムは、コンピュータに次の処理を実行させる。すなわち、コンピュータは、記憶部から、複数の検知装置に設定された第1観測時間で計測された計測値と、計測値の計測誤差と第1観測時間との相関関係から計測誤差が収束する最短の時間である第2観測時間と、が関係付けられた計測関係情報を取得する。コンピュータは、計測関係情報に基づいて、計測値と第2観測時間との関係を示す近似式を算出する。コンピュータは、近似式を用いて、複数の検知装置のそれぞれから直近に取得した計測値に対応する第3観測時間を算出する。コンピュータは、第3観測時間を複数の検知装置のそれぞれに通知する。
本明細書に記載の技術によれば、対象物の状態に応じて最適な観測時間を短時間でセンサ装置に設定することができる。
本実施形態におけるセンサ管理システムの一例を示す。 本実施形態(実施例1)におけるセンサ管理システムの一例を示す。 本実施形態(実施例1)における計測データDBの一例を示す。 本実施形態(実施例1)における観測時間DBの一例を示す。 本実施形態(実施例1)におけるセンサノードの観測処理のフローチャートである。 (A)計測値のばらつきの例及び(B)計測値の正規分布を示す図である。 観測時間と計測誤差の相関グラフである。 本実施形態(実施例1)における管理サーバの処理のフローチャートである。 横軸が観測時間、縦軸が計測データのグラフである。 本実施形態(実施例2)におけるセンサ管理システムの一例を示す。 本実施形態(実施例2)における管理サーバの処理のフローチャートである。 本実施形態(実施例3)におけるセンサ管理システムの一例を示す。 本実施形態(実施例3)における再計測履歴DBの一例を示す。 本実施形態(実施例3)における管理サーバの処理のフローチャート(その1)である。 本実施形態(実施例3)における管理サーバの処理のフローチャート(その2)である。 本実施形態(実施例4)におけるセンサ管理システムの一例を示す。 本実施形態にかかるセンサノードのハードウェア構成の一例を示す。 本実施形態におけるプログラムを実行するコンピュータのハードウェア環境の構成ブロック図の一例である。
本実施形態では、一例として、赤外線等の照射により、非接触で対象物を計測するセンサノードを対象としている。照射による計測方式の場合、対象物や周囲環境の状態の影響を受け、計測値がばらつき、誤差が発生する。この計測値のばらつきは、計測対象物の状態により変化することが多い。
例えば、下水の水位を計測する場合、水位が低いときはばらつきが多く、水位が高いときはばらつきが少ない。また、例えば、高温になる物体温度を計測する場合、温度が低いときはばらつきが多く、温度が高いときはばらつきが少ない。また、例えば、外部光が強いときはばらつきが多く、外部光が弱いときはばらつきが少ない。
このように、計測値にばらつきが発生し、1回の計測では誤差が発生する可能性が高い場合、複数回計測して、平均や正規分布等の統計処理により計測データを導出することが考えられる。そして、計測値のばらつきが多いほど、計測回数を増やしていき、誤差を低減させていく。
ここで、観測時間について説明する。センサによる計測が例えば10ms(ミリ秒)毎に行われるとすると、観測時間は、10ms×観測回数で示される。したがって、観測時間が短いとは計測回数が少ないことであり、観測時間が長いとは計測回数が多いことになる。そして、観測時間が経過する度に、センサノードは、サーバに計測データを送信する。
観測時間を長め(計測回数を多め)にして、対象物等の状態に関わらず計測データの誤差を無くす方式が使われているが、計測にも電力を消費するため、不必要に長く観測することでセンサノードの消費電力量が多くなる。
一方で、観測時間が短いと、適切な観測データを取得することができない。そのため、センサノードには、適切な観測時間を設定することが求められる。
ところが、上述したように、異常診断・予防保全システムの技術では、観測対象物等のあらゆる状態時の観測時間を定義するために、あらゆる状態が発生するまで待たなければならず、その間システムの運用ができない。
そこで、本実施形態では、各センサノードにて指定された観測時間内に計測した複数の計測値から算出される、誤差の無い計測データが算出可能となる最短の観測時間を用いて、複数のセンサノードから、計測データと、該計測データの最短観測時間とを集約する。ことにより、短期間で対象物の状態に応じた最適な観測時間が算出可能となる。
図1は、本実施形態におけるセンサ管理システムの一例を示す。センサ管理システム1は、センサ管理装置2、検知装置10を含む。センサ管理装置2は、取得部3、格納部4、近似式算出部5、観測時間算出部6、通知部7を含む。
取得部3は、計測値と、第2観測時間とを取得する。計測値は、複数の検知装置10に設定された第1観測時間で計測された値である。第2観測時間とは、計測値の計測誤差と第1観測時間との相関関係から計測誤差が収束する最短の時間を示す。取得部3の一例として、図2で説明する受信部23が挙げられる。第2観測時間の一例として、本実施形態で説明する最短観測時間が挙げられる。検知装置10の一例として、図2で説明するセンサノード12が挙げられる。
格納部4は、取得部3により取得された計測値と、第2観測時間と、を関係付けた計測関係情報を格納する。格納部4の一例として、図2で説明する記憶部28が挙げられる。計測関係情報の一例として、図2で説明する観測時間DB29が挙げられる。
近似式算出部5は、計測関係情報に基づいて、計測値と第2観測時間との関係を示す近似式を算出する。近似式算出部5の一例として、図2で説明する近似式算出部25が挙げられる。
観測時間算出部6は、近似式を用いて、複数の検知装置10のそれぞれから直近に取得した計測値に対応する第3観測時間を算出する。観測時間算出部6の一例として、図2で説明する最適観測時間算出部26が挙げられる。第3観測時間として、本実施形態で説明する最適観測時間が挙げられる。
通知部7は、第3観測時間を複数の検知装置10のそれぞれに通知する。通知部7の一例として、図2で説明する通知部27が挙げられる。
このように構成することにより、センサにて指定された観測時間で取得された複数の計測値から生成される観測時間と計測誤差の相関関係から得られた高精度な計測値の計測が可能な観測時間に基づいて、観測時間と計測値の関係を示す近似式の生成ができる。そして、その近似式を用いて、計測値ごとの最適観測時間を算出することができる。これにより、計測対象物の状態に応じた最適な観測時間を算出し、短時間でセンサノードに設定することができる。
センサ管理装置2は、さらに、判定部8を含む。第3観測時間をいずれかの検知装置に通知後に検知装置から計測値と第2観測時間を取得した場合、観測時間算出部6が近似式を用いて、取得した計測値に対応する第3観測時間を算出した場合、判定部8は次の処理を行う。すなわち、判定部8は、第2観測時間と第3観測時間との差異が所定の閾値以上であるか否かを判定する。通知部7は、第2観測時間と第3観測時間との差異が所定の閾値以上である場合、第3観測時間を検知装置10に通知する。
このように構成することにより、センサノードから受信した計測データと、観測時間とが、近似式から一定以上差異がある場合、受信した計測データに基づいた最適観測時間で、再計測を通知することにより、計測対象物の状態の急変にも対応することができる。
センサ管理装置2は、さらに、補正処理部9を含む。取得部3は、第2観測時間と第3観測時間との差異が所定の閾値以上である場合に第3観測時間がいずれかの検知装置に通知された後に、検知装置から計測値と第2観測時間を取得する。判定部8により近似式を用いて算出した計測値に対応する第3観測時間と、第2観測時間との差異が所定の閾値以上であると判定された場合、補正処理部9は、次の処理を行う。すなわち、補正処理部9は、第3観測時間と第2観測時間との差分に基づいて補正値または補正式を算出する。補正処理部9の一例として、図12の近似式算出部25にて実行される補正処理51が挙げられる。この場合、観測時間算出部6は、補正値または補正式を用いて第3観測時間を補正する。通知部7は、補正した第3観測時間を検知装置10に通知する。
このように構成することにより、再計測をしても、受信した計測値と、観測時間とが、近似式から一定以上差異がある場合、センサノード固有の補正値を策定することにより、センサノードの固有差にも対応することができる。
以下に、本実施形態の実施例を詳述する。
(実施例1)
図2は、本実施形態(実施例1)におけるセンサ管理システムの一例を示す。センサ管理システム11は、複数のセンサノード12と、管理サーバ21を含む。複数のセンサノード12と、管理サーバ21とは、所定の通信ネットワークにより接続されている。所定の通信ネットワークとは、一例として、アドホッグモードによるセンサネットワーク、アクセスポイント、インターネットの組み合わせがあるが、これに限定されない。また、管理サーバ21として、複数のセンサノードを束ねるゲートウェイ装置(GW)をもちいてもよい。
センサノード12は、センサ13、計測部14、送受信部15を含む。センサ13は、例えば、水位センサ、温度センサ、湿度センサ、ガスセンサ、光センサ、音センサ等の監視対象物をモニタリングする検知装置である。説明の便宜上、本実施形態では、センサ13として水位センサを用いるが、これに限定されない。
計測部14は、管理サーバ21から指定された観測時間の間、定期的にセンサ13の計測値を取得する。定期的とはセンサノードもしくはシステム全体で予め決められた間隔でよく、例えば1ミリ秒毎等でよい。計測部14は、例えば、最初の10ミリ秒間分、最初の20ミリ秒間分、・・・、それぞれのセンサの計測値群から、平均や正規分布等により計測データを導出する。
計測部14は、指定された観測時間全て使った際の計測データに基づいて、最初の10ミリ秒間分、最初の20ミリ秒間分、・・・、それぞれの計測データの誤差を算出する。計測部14は、観測時間と誤差の相関グラフを作成する。計測部14は、誤差がほぼ0になった最短の観測時間、すなわち高精度の計測値を最短で取得可能な観測時間(以下、「最短観測時間」と称する。)を取得する。
なお、計測部14は、管理サーバ21側にあってもよく、これについては実施例4にて説明する。
送受信部15は、センサノードIDと、指定された観測時間全て使った際の計測データ(計測値)と、最短観測時間とを、管理サーバ21に送信する。また、送受信部15は、管理サーバ21から送信された最短観測時間を受信し、計測部14に通知する。
管理サーバ21は、制御部22、記憶部28を含む。記憶部28は、メモリ、大容量記憶装置等の総称であり、オペレーティングシステム、本実施形態に係るプログラム、本実施形態にかかるデータベース(DB)を格納する。本実施形態にかかるDBとは、例えば、計測データDB29、観測時間DB30である。
計測データDB29は、各センサノード12から取得した計測データを逐次格納し蓄積する。観測時間DB30は、複数のセンサノード12から取得した計測データと、その計測データに対応する最短観測時間とを格納する。
制御部22は、管理サーバ21の全体の動作を制御するプロセッサ等の演算装置である。制御部22は、本実施形態に係るプログラムを記憶部28から読み出して実行することにより、受信部23、管理部24、近似式算出部25、最適観測時間算出部26、通知部27として機能する。
受信部23は、各センサノード12から、センサノードID、計測データ、最短観測時間とのセットを受信する。受信部23は、その受信した情報から、計測データと、最短観測時間とのセットを管理部24に通知する。また、受信部23は、受信したセンサノードIDと、計測データとのセットを計測データDB29に登録する。
管理部24は、受信部23から通知された計測データと、最短観測時間とのセットを観測時間DB30に登録する。
近似式算出部25は、観測時間DB30内のデータから、横軸が観測時間、縦軸が計測データのグラフを作成する。近似式算出部25は、そのグラフにプロットされたデータに基づいて、近似式を算出する。
最適観測時間算出部26は、計測データDB29から、センサノードID毎に、最新の計測データを取得する。それから、最適観測時間算出部26は、近似式算出部25で算出された近似式から、センサノードID毎に、該計測データに対応する最適観測時間を算出する。最適観測時間算出部26は、センサノードIDと、算出した最適観測時間とのセットを、通知部27に通知する。
通知部27は、最適観測時間算出部26から通知されたセンサノードIDと、算出した最適観測時間とのセットとに基づいて、そのセンサノードIDに対応するセンサノード12に、その最適観測時間を通知する。
図3は、本実施形態(実施例1)における計測データDBの一例を示す。計測データDB29は、各センサノード12から取得した計測データを逐次格納し蓄積する。計測データDB29は、「センサノードID」、「計測データ」の項目を含むテーブルを格納する。
「センサノードID」は、センサノードを識別する情報(センサノードID)を格納する。「計測データ」は、センサノードIDに対応するセンサノードから受信した計測データが格納される。
図4は、本実施形態(実施例1)における観測時間DBの一例を示す。観測時間DB30には、複数のセンサノード12から取得した計測データ(計測値)と、その計測データに対応する最短観測時間とが格納される。
観測時間DB30は、「計測値」、「最短観測時間(ミリ秒)」の項目を含むテーブルを格納する。「計測値」は、複数のセンサノード12から取得したセンサ13の計測値を格納する。「最短観測時間(ミリ秒)」は、その計測値に対応する最短観測時間(センサノードよりその計測値とセットで送信された最短観測時間)を格納する。
図5は、本実施形態(実施例1)におけるセンサノードの観測処理のフローチャートである。図6は、図5のS2の処理を説明するための図であり、(A)計測値のばらつきの例、及び(B)計測値の正規分布を示す。図7は、図5のS4の処理を説明するための図であり、観測時間と計測誤差の相関グラフである。以下では、図6、図7を用いて、図5を説明する。
計測部14には、管理サーバ21より通知された観測時間が設定されている。計測部14は、その設定された観測時間の間、センサ13から所定の時間間隔(例えば、10ミリ秒毎)でセンサ値(計測値)を取得する(S1)。
計測部14は、例えば、1〜10ミリ秒、1〜20ミリ秒、・・・間のそれぞれのセンサ値から、平均や正規分布等の統計的手法により計測データを算出する(S2)。ここでは、正規分布を用いて計測データを算出する場合について説明する。なお、説明の便宜上、以下では観測時間を100ミリ秒として説明するが、これに限定されない。
観測時間内に取得された計測値は、図6(A)に示すように、計測毎に、分散している。そこで、計測部14は、図6(B)に示すように、観測時間内の1ミリ秒〜n(n:任意の整数)ミリ秒間でm(n:任意の整数)回計測された計測値の正規分布を求め、その正規分布のピークに対応する計測値を計測データとする。計測部14は、この処理を、1〜10ミリ秒間の1回の計測で取得された計測値、1〜20ミリ秒の2回の計測で取得された計測値、・・・、1〜100ミリ秒間の10回の計測で取得された計測値のそれぞれについて行う。
計測部14は、全観測時間分の計測データから、1〜10ミリ秒、1〜20ミリ秒、・・・1〜100ミリ秒間のそれぞれの計測データの誤差を算出する(S3)。説明の便宜上、観測時間100ミリ秒(10回)の計測で得られた計測データを基準値とする。例えば、観測時間100ミリ秒(10回)の計測で得られた水位の計測データ(基準値)が50[cm]であるとする。また、1〜10ミリ秒、1〜20ミリ秒、・・・1〜100ミリ秒間のそれぞれの計測データは、以下であるとする。
基準値:50
1〜 10ミリ秒(計測1回):47
1〜 20ミリ秒(計測2回):49
1〜 30ミリ秒(計測3回):49.5
・・・・
1〜100ミリ秒(計測10回):50
ここで、計測誤差は、{|計測データ−基準値|/基準値}×100より算出される。例えば、1〜10ミリ秒(計測1回)の場合、計測データは47[cm]であるから、誤差は、|47−50|=3[cm]となり、誤差(%)=3/50×100=60(%)が算出される。1〜20ミリ秒、・・・1〜90ミリ秒間のそれぞれの計測データについても、計測部14は、同様に誤差(%)を算出する。
計測部14は、S2で得られた1〜10ミリ秒、1〜20ミリ秒、・・・1〜90ミリ秒間のそれぞれの観測時間と、S3で得られたそれぞれの計測誤差に基づいて、図7に示すように、観測時間と計測誤差の相関グラフを作成する(S4)。
計測部14は、相関グラフから、計測誤差がほぼ0(%)(例えば、計測誤差(%)が所定の閾値以下になれば0%として扱う)になる最短の観測時間があるか否かを判定する(S5)。
計測誤差がほぼ0(%)(例えば、計測誤差(%)が所定の閾値以下になれば0%として扱う)に収束しない場合(S5でNO)、計測部14は、観測時間を所定時間増やし(S6)、再度、S1〜S4の処理を行う。
計測誤差がほぼ0(%)(例えば、計測誤差(%)が所定の閾値以下になれば0%として扱う)になる最短の観測時間がある場合(S5でYES)、計測部14は、誤差がほぼ0になった最短の観測時間を最短観測時間として取得する(S7)。
計測部14は、センサノードIDと全観測時間分の計測データと最短観測時間とを管理サーバ21に送信する(S8)。
図8は、本実施形態(実施例1)における管理サーバの処理のフローチャートである。図9は、図8のS15の処理を説明するための図であり、横軸が観測時間、縦軸が計測データのグラフである。以下では、図9を用いて、図8を説明する。
まず、システム運用開始直後は、管理サーバ21は、センサノード12にデフォルト観測時間(最長)を指定して、計測依頼を通知する(S11)。
受信部23は、各センサノード12から、センサノードID、計測データ、最短観測時間のセットを受信する(S12)。受信部23は、その受信した情報から、計測データと、最短観測時間とのセットを管理部24に通知する。また、受信部23は、受信したセンサノードIDと、計測データとのセットを計測データDB29に登録する(S13)。
管理部24は、受信部23から通知された計測データと、最短観測時間とのセットを観測時間DB30に登録する(S14)。
S12〜S14は、センサノード12から計測データを取得する度に実行される。
近似式算出部25は、観測時間DB30から計測データと最短観測時間とが関係付けられた情報を取得する。近似式算出部25は、観測時間DB30から取得した情報から、横軸が観測時間、縦軸が計測データのグラフを作成する。すなわち、近似式算出部25は、図9に示すように、横軸が観測時間、縦軸が計測データを示すグラフに、観測時間DB30内のデータをプロットしていく。近似式算出部25は、プロットされたデータに基づいて、線形近似、多項式近似、対数近似、指数、累乗近似等の近似式(または近似曲線式)を算出する(S15)。
なお、グラフを作成するタイミングは、定期的でもよいし、観測時間DB30の更新時でもよい。また、近似式(または近似曲線式)の算出の際には、例えば、1次、2次、またはn次式を求め、R−2乗値が1に最も近い近似式を選択してもよい。
最適観測時間算出部26は、計測データDB29から、センサノードID毎に、最新の計測データを取得する。それから、最適観測時間算出部26は、センサノードID毎に、近似式算出部25で算出された近似式から、最新の計測データに対応する最適観測時間を算出する(S16)。例えば、算出された近似曲線式が図9の場合であって、あるセンサノードIDの最新の計測データが30[cm]の場合、最適観測時間は図9の近似式より45ミリ秒が最適観測時間として算出される。
最適観測時間算出部26は、センサノードIDと、算出した最適観測時間とのセットを、通知部27に通知する。センサノードIDと、算出した最適観測時間とのセットは、不図示のDBに保持しても良い。
なお、センサノードID毎の最新の計測データが、1つ前の計測データとほぼ同じで、最適観測時間に差異が無い場合は、最適観測時間算出部26は、センサノードIDと最適観測時間とのセットを、通知部27に通知しなくてもよい。
通知部27は、最適観測時間算出部26から通知されたセンサノードIDと、算出した最適観測時間とのセットとに基づいて、そのセンサノードIDに対応するセンサノード12に、その最適観測時間を通知する(S17)。
実施例1によれば、センサにて指定された観測時間で取得された複数の計測値から生成される観測時間と計測誤差の相関関係から誤差のない高精度な計測値の計測が可能な最短の観測時間を得ることができる。そして、各センサから収集した最短の観測時間と計測値の関係情報から近似式を生成することができる。その近似式を用いて、計測値ごとの最適観測時間を算出することができる。これにより、計測対象物の状態に応じた最適な観測時間を算出し、センサノードに設定することができる。
(実施例2)
実施例2では、管理サーバ21が指定した観測時間と、センサノードから返ってきた観測時間とが適合していない場合、最適観測時間を再計算することについて説明する。
図10は、本実施形態(実施例2)におけるセンサ管理システムの一例を示す。実施例2のシステム構成は、実施例1の管理サーバ21に、差異判定部41を追加したものである。なお、実施例2において、実施例1と同じ構成、機能、または処理については実施例1と同一の符号を付し、その説明を省略する。
受信部23は、各センサノード12から、センサノードID、計測データ、最短観測時間とのセットを受信し、その受信したセットを最適観測時間算出部26に渡す。
最適観測時間算出部26は、実施例1で近似式算出部25により算出された近似式を用いて、その受信した計測データに対応する最適観測時間を算出する。最適観測時間算出部26は、算出結果を差異判定部41に渡す。
差異判定部41は、受信した最短観測時間と、算出した最適観測時間を比較する。比較の結果、受信した最短観測時間と算出した最適観測時間との差異が所定の閾値以上である場合、差異判定部41は、センサノードIDと、算出した最適観測時間とのセットを、通知部27に渡す。
通知部27は、差異判定部41から通知されたセンサノードIDと、算出した最適観測時間とのセットとに基づいて、そのセンサノードIDに対応するセンサノード12に、その最適観測時間を通知する。
なお、比較の結果、受信した観測時間よりも算出した最適観測時間の方が閾値以上長いか否かに応じて、差異判定部41は、通知部27に通知するようにしてもよい。すなわち、受信した観測時間よりも算出した最適観測時間の方が閾値以上長い場合には、差異判定部41は、通知部27に通知するようにしてもよい。なぜなら、受信した観測時間よりも算出した最適観測時間の方が短い場合には正確に測定されている可能性が高いが、受信した観測時間よりも算出した最適観測時間の方が長い場合には正確に測定されていない可能性があるからである。
図11は、本実施形態(実施例2)における管理サーバの処理のフローチャートである。
受信部23は、各センサノード12から、センサノードID、計測データ、最短観測時間とのセットを受信する(S21)。
最適観測時間算出部26は、実施例1で近似式算出部25により算出された近似式を用いて、その受信した計測データに対応する最適観測時間を算出する(S22)。
差異判定部41は、受信した最短観測時間と、算出した最適観測時間を比較する(S23)。比較の結果、受信した最短観測時間と算出した最適観測時間との差異が所定の閾値未満である場合(S24でNO)、本フローは終了する。
比較の結果、受信した最短観測時間と算出した最適観測時間との差異が所定の閾値以上である場合(S24でYES)、差異判定部41は、受信した最短観測時間より、算出した最適観測時間の方が長いか否か判定する(S25)。受信した最短観測時間より、算出した最適観測時間の方が短い場合、本フローは終了する。
受信した最短観測時間より、算出した最適観測時間の方が長い場合(S25でYES)通知部27は、受信したセンサノードIDに対応するセンサノード12に、その算出した最適観測時間を通知する(S26)。
実施例2によれば、センサノードから受信した計測データと、観測時間とが、近似式から一定以上差異がある場合、受信した計測データに基づいた最適観測時間で、再計測を通知することにより、計測対象物の状態の急変にも対応することができる。
(実施例3)
実施例3では、実施例2により、管理サーバ21が再計算した最適観測時間をセンサノードに通知しても、その後に受信した最短観測時間と、その受信した計測データに対応する最適観測時間との差異が再度所定の閾値以上である場合について説明する。この場合、個体差、またはそのセンサノードが設置されている環境が特殊である等、そのセンサノード特有の問題があると考えられる。そこで、そのセンサノードの提供する最適観測時間を補正することにより、その問題に対処する。
図12は、本実施形態(実施例3)におけるセンサ管理システムの一例を示す。図12では、図10の管理サーバ21に、近似式算出部25に後述する補正処理51を行わせると共に、記憶部28に再計測履歴DB52を追加したものである。なお、実施例3において、実施例2と同じ構成、機能、または処理については実施例2と同一の符号を付し、その説明を省略する。
図13は、本実施形態(実施例3)における再計測履歴DBの一例を示す。再計測履歴DB52は、記憶部28に格納されている。再計測履歴DB52は、センサノードID毎の再計測履歴を格納する。
再計測履歴DB52は、「センサノードID」、「計測値」、「最短観測時間(ミリ秒)」、「補正値/補正式」の項目を含むテーブルを格納する。「センサノードID」は、センサノードを識別する情報である。「計測値」は、そのセンサノードIDに対応する、差異が所定の閾値以上時の、センサノードから取得した計測値を格納する。「観測時間(ミリ秒)」は、その計測値に対応する最短観測時間(センサノードよりその計測値とセットで送信された最短観測時間)を格納する。「補正値/補正式」は、近似式算出部25の補正処理51により算出された補正値または補正式を格納する。
図14A及び図14Bは、本実施形態(実施例3)における管理サーバの処理のフローチャートである。実施例2の処理により、センサノードは、再計算された最適観測時間を受信し、その最適観測時間を用いて計測を行い、センサノードIDと、指定された観測時間全て使った際の計測データ(計測値)と、最短観測時間とを、管理サーバ21に送信する。
受信部23は、各センサノード12から、センサノードID、計測データ、最短観測時間とのセットを受信し(S31)、その受信したセットを最適観測時間算出部26に渡す。
最適観測時間算出部26は、実施例1で近似式算出部25により算出された近似式を用いて、その受信した計測データに対応する最適観測時間を算出する(S32)。最適観測時間算出部26は、算出結果を差異判定部41に渡す。
差異判定部41は、受信した最短観測時間と、算出した最適観測時間を比較する(S33)。比較の結果、受信した最短観測時間と算出した最適観測時間との差異が所定の閾値より小さい場合(S34でNO)、本フローは終了する。
比較の結果、受信した最短観測時間と算出した最適観測時間との差異が所定の閾値以上である場合(S34でYES)、差異判定部41は、センサノードIDと、最新の計測データとのセットを、近似式算出部に通知する。このとき、差異判定部41は、センサノードID毎の再計測履歴を再計測履歴DB52に登録する(S35)。
近似式算出部25は、差異判定部41より通知があった場合、最適観測時間についての補正処理51を行う。すなわち、近似式算出部25は、再計測履歴DB52を参照し、再計測履歴DB52に登録されたあるセンサノードの計測データが、ある水位に限定されているか否かを判定する(S36)。
再計測履歴DB52に登録されたあるセンサノードの計測データが、ある水位に限定されている場合(S36でYES)、近似式算出部25は、次の処理を行う。すなわち、近似式算出部25は、その計測値に対応する最短観測時間と、実施例1で算出した近似式を用いて算出されるその水位に対する最適観測時間との差分を算出する(S37)。
近似式算出部25は、その差分について、平均、正規分布等の統計的処理を行って、その結果を補正値とする。近似式算出部25は、その算出した補正値を計測値と関連付けて再計測履歴DB52に格納する(S38)。
再計測履歴DB52に登録されたあるセンサノードの計測データが、複数の水位にわたっている場合(S36でNO)、近似式算出部25は、次の処理を行う。すなわち、近似式算出部25は、再計測履歴DB52に登録されたあるセンサノードの計測データを用いて、実施例1で説明したのと同様に近似式(補正式)を算出する。近似式算出部25は、その算出した補正式を計測値と関連付けて再計測履歴DB52に格納する(S39)。
最適観測時間算出部26は、計測データDB29から、センサノードID毎の最新の計測データを取得する(S40)。
計測データDB29から取得したセンサノードIDが、再計測履歴DB52に補正値または補正式が登録されているセンサノードIDである場合(S41でYES)、最適観測時間算出部26は、再計測履歴DB52から補正値または補正式を取得する。最適観測時間算出部26は、その補正値または補正式を用いて、受信した計測データに対応する最適観測時間を算出する(S42)。
計測データDB29から取得したセンサノードIDが、再計測履歴DB52に補正値または近似式が登録されていないセンサノードIDである場合(S41でNO)、最適観測時間算出部26は、次の処理を行う。すなわち、最適観測時間算出部26は、実施例1で用いた近似式を用いて受信した計測データに対応する最適観測時間を算出する(S43)。
最適観測時間算出部26は、センサノードIDと最適観測時間とのセットを、通知部27に通知する。
通知部27は、最適観測時間算出部26から通知されたセンサノードIDと、算出した最適観測時間とのセットとに基づいて、そのセンサノードIDに対応するセンサノード12に、その最適観測時間を通知する(S44)。
実施例3によれば、再計測をしても、受信した計測値と、観測時間とが、近似式から一定以上差異がある場合、センサノード固有の補正値を策定することにより、センサノードの固有差にも対応することができる。
(実施例4)
実施例1では、センサノードがセンサで検出したセンサ値から計測データを生成し、計測誤差を算出し、観測時間と計測誤差の相関グラフから最短観測時間を生成する最短観測時間算出処理を行った。それに対して、実施例4では、この最短観測時間算出処理を管理サーバ21にて行うことについて説明する。なお、実施例4において、実施例1〜3と同じ構成、機能、または処理については実施例1〜3と同一の符号を付し、その説明を省略する。
図15は、本実施形態(実施例4)におけるセンサ管理システムの一例を示す。図15のセンサ管理システムは、実施例1〜3の管理サーバ21に計測部14aを追加し、センサノード12から計測部14を除いたものに相当する。
センサノード12では、送受信部15は、管理サーバ21から指定されたタイミングで取得したセンサ値、センサノードIDを管理サーバ21へ送信する。
管理サーバ21では、受信部23がセンサノード12から送信されたセンサ値を受信する。計測部14aは、その受信したセンサ値に対して、図5のS1〜S7の処理を行う。すなわち、計測部14aは、観測時間全て使った際の計測データに基づいて、最初の10ミリ秒間分、最初の20ミリ秒間分、・・・、それぞれの計測データの誤差を算出する。計測部14aは、観測時間と誤差の相関グラフを作成する。計測部14aは、誤差がほぼ0になった最短の観測時間(最短観測時間)を取得する。
これ以降の処理は、実施例1〜3と同様なので、その説明を省略する。
図16は、本実施形態にかかるセンサノードのハードウェア構成の一例を示す。センサノード12は、制御部61、センサ部62、記憶部63、通信インターフェース(I/F)、バス65、電源66を含む。制御部61、センサ部62、記憶部63、通信I/F64は、バス65で接続されている。
センサ部62は、例えば、水位センサ、温度センサ、湿度センサ、ガスセンサ、光センサ、音センサ等の監視対象物をモニタリングする検知装置である。記憶部63は、RAM(Random Access Memory)、不揮発性メモリ等の総称である。不揮発性メモリは、例えばROM(Read Only Memory)、または読み書き可能なSSD(Solid State Drive)等の半導体メモリである。
制御部61は、センサノード12全体の動作を制御するプロセッサであり、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。
通信I/F64は、通信を行うための処理を行うハードウェアである。
電源66は、制御部61、センサ部62、記憶部63、通信I/F64等の電子部品に電力を供給して動作させるための電源であり、例えば小型電池、充電池、太陽電池等である。
図17は、本実施形態におけるプログラムを実行するコンピュータのハードウェア環境の構成ブロック図の一例である。コンピュータ70は、管理サーバ21として機能する。コンピュータ70は、CPU72、ROM73、RAM76、通信I/F74、記憶装置77、出力I/F71、入力I/F75、読み取り装置78、バス79、出力機器81、入力機器82によって構成されている。
ここで、CPUは、中央演算装置を示す。ROMは、リードオンリメモリを示す。RAMは、ランダムアクセスメモリを示す。I/Fは、インターフェースを示す。バス79には、CPU72、ROM73、RAM76、通信I/F74、記憶装置77、出力I/F71、入力I/F75、及び読み取り装置78が接続されている。読み取り装置78は、可搬型記録媒体を読み出す装置である。出力機器81は、出力I/F71に接続されている。入力機器82は、入力I/F75に接続にされている。
記憶装置77としては、ハードディスク、フラッシュメモリ、磁気ディスクなど様々な形式の記憶装置を使用することができる。記憶装置77またはROM73には、CPU72を受信部23、管理部24、近似式算出部25、最適観測時間算出部26、通知部27、差異判定部41、計測部14aとして機能させる本実施形態に係るプログラムが格納されている。また、記憶装置77は、記憶部28として、計測データDB29、観測時間DB30、再計測履歴DB?等を格納する。RAM76には、情報が一時的に記憶される。
CPU72は、制御部22として、記憶装置77またはROM73から本実施形態に係るプログラムを読み出し、当該プログラムを実行する。
上記実施形態で説明した処理を実現するプログラムは、プログラム提供者側から通信ネットワーク80、および通信I/F74を介して、例えば記憶装置77に格納されてもよい。また、上記実施形態で説明した処理を実現するプログラムは、市販され、流通している可搬型記憶媒体に格納されていてもよい。この場合、この可搬型記憶媒体は読み取り装置78にセットされて、CPU72によってそのプログラムが読み出されて、実行されてもよい。可搬型記憶媒体としてはCD−ROM、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ICカード、USBメモリ装置など様々な形式の記憶媒体を使用することができる。このような記憶媒体に格納されたプログラムが読み取り装置78によって読み取られる。
また、入力機器82には、キーボード、マウス、電子カメラ、ウェブカメラ、マイク、スキャナ、センサ、タブレットなどを用いることが可能である。また、出力機器81には、ディスプレイ、プリンタ、スピーカなどを用いることが可能である。また、ネットワーク80は、インターネット、LAN、WAN、専用線、有線、無線等の通信網であってよい。
なお、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を取ることができる。
1 センサ管理システム
2 センサ管理装置
3 取得部
4 格納部
5 近似式算出部
6 観測時間算出部
7 通知部
8 判定部
9 補正処理部
10 検知装置
11 センサ管理システム
12 センサノード
13 センサ
14 計測部
15 送受信部
21 管理サーバ
22 制御部
23 受信部
24 管理部
25 近似式算出部
26 最適観測時間算出部
27 通知部
28 記憶部
41 差異判定部
14a 計測部

Claims (5)

  1. コンピュータに、
    記憶部から、複数の検知装置に設定された第1観測時間で計測された計測値と、該計測値の計測誤差と前記第1観測時間との相関関係から該計測誤差が収束する最短の時間である第2観測時間と、が関係付けられた計測関係情報を取得し、
    前記計測関係情報に基づいて、前記計測値と前記第2観測時間との関係を示す近似式を算出し、
    前記近似式を用いて、前記複数の検知装置のそれぞれから直近に取得した前記計測値に対応する第3観測時間を算出し、
    前記第3観測時間を前記複数の検知装置のそれぞれに通知する
    処理を実行させるセンサ管理プログラム。
  2. 前記コンピュータに、さらに、
    前記第3観測時間を前記複数の検知装置のいずれかの検知装置に通知後に該検知装置から前記計測値と前記第2観測時間を取得した場合、前記近似式を用いて、取得した前記計測値に対応する前記第3観測時間を算出し、
    前記第2観測時間と前記第3観測時間との差異が所定の閾値以上である場合、前記第3観測時間を前記いずれかの検知装置に通知する
    処理を実行させる請求項1に記載のセンサ管理プログラム。
  3. 前記コンピュータに、さらに、
    前記第2観測時間と前記第3観測時間との差異が所定の閾値以上である場合に前記第3観測時間が前記いずれかの検知装置に通知された後に、該検知装置から前記計測値と前記第2観測時間を取得し、
    前記近似式を用いて算出した該計測値に対応する前記第3観測時間と、前記第2観測時間との差異が前記所定の閾値以上である場合、前記第3観測時間と前記第2観測時間との差分に基づいて補正値または補正式を算出し、
    前記補正値または補正式を用いて前記第3観測時間を補正し、
    補正した前記第3観測時間を前記いずれかの検知装置に通知する
    処理を実行させる請求項2に記載のセンサ管理プログラム。
  4. 複数の検知装置に設定された第1観測時間で計測された計測値と、該計測値の計測誤差と前記第1観測時間との相関関係から該計測誤差が収束する最短の時間である第2観測時間と、が関係付けられた計測関係情報を格納する格納部と、
    前記計測関係情報に基づいて、前記計測値と前記第2観測時間との関係を示す近似式を算出する近似式算出部と、
    前記近似式を用いて、前記複数の検知装置のそれぞれから直近に取得した前記計測値に対応する第3観測時間を算出する観測時間算出部と、
    前記第3観測時間を前記複数の検知装置のそれぞれに通知する通知部と、
    を備えることを特徴とするセンサ管理装置。
  5. コンピュータが、
    記憶部から、複数の検知装置に設定された第1観測時間で計測された計測値と、該計測値の計測誤差と前記第1観測時間との相関関係から該計測誤差が収束する最短の時間である第2観測時間と、が関係付けられた計測関係情報を取得し、
    前記計測関係情報に基づいて、前記計測値と前記第2観測時間との関係を示す近似式を算出し、
    前記近似式を用いて、前記複数の検知装置のそれぞれから直近に取得した前記計測値に対応する第3観測時間を算出し、
    前記第3観測時間を前記複数の検知装置のそれぞれに通知する
    ことを特徴とするセンサ管理方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243496A (ja) * 2001-02-22 2002-08-28 Mitsubishi Electric Corp 測定方法および測定装置
JP2006275761A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Tdk Corp センサモジュールの設定方法
JP2008181463A (ja) * 2007-01-26 2008-08-07 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 省電力装置を備えた漂流ブイおよび潮流観測システム。
JP2010148027A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd センサネットワークシステム及びセンサノードの管理方法
JP2010203964A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Toshiba Corp 下水道施設の監視制御システム
US20130304423A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 Electronics And Telecommunications Research Institute High energy efficiency sensor node and operating method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243496A (ja) * 2001-02-22 2002-08-28 Mitsubishi Electric Corp 測定方法および測定装置
JP2006275761A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Tdk Corp センサモジュールの設定方法
JP2008181463A (ja) * 2007-01-26 2008-08-07 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 省電力装置を備えた漂流ブイおよび潮流観測システム。
JP2010148027A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd センサネットワークシステム及びセンサノードの管理方法
JP2010203964A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Toshiba Corp 下水道施設の監視制御システム
US20130304423A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 Electronics And Telecommunications Research Institute High energy efficiency sensor node and operating method thereof

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