JP2017075481A - 積層可能なブロック状のユニット構造を備えた情報杭 - Google Patents
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Abstract
Description
また本発明は、電源を長期間にわたって安定的に確保でき、電力と情報の同時伝送が可能であり、センサネットワークや簡易インフラネットワークの設営に利便性の高い杭、およびこのような杭を利用したセンサネットワーク、インフラネットワーク、センサハウジングを提供することを目的とする。
前記の杭において、各筐体は、下底壁に開口を有するものであってもよい。また、杭の最上部において、直下の筐体と嵌合する蓋部を備えていてもよい。
杭基体1は、その少なくとも一部が地盤中に埋設されるものである。本実施形態では、杭基体の本体10は、地盤に杭を打ち込むための挿入部10aと、挿入部上の直胴部10bと、筐体と嵌合する上凸部10cとからなる。上凸部10cは、直胴部10bと一体に形成された壁から形成され、この壁の水平方向の外周の長さは、直胴部10bの外周より短く、かつ外壁面が内側へ向けて所定の角度で傾斜するように形成されている。四周の壁には、蓋や筐体等の固定に用いるため、連通孔7が形成されている。
筐体2は、杭基体1または他の筐体2と嵌合する下嵌合部2aと、中空の収納部2bと、他の筐体2または蓋部3と嵌合する上嵌合部2cとからなる。蓋部3は、筐体の上嵌合部2cと嵌合する形状を有する。筐体の上嵌合部2cと下嵌合部2aの側壁、および蓋部3の側壁には連通孔7が形成されている。
図2に、杭基体1上に、同形の2個の筐体2を積み重ねて設置し、最上部に蓋部3を設置した構成の杭100の縦断面図を示す。杭基体1は、本体10のみからなるものであってもよいが、アクティブ型、またはパッシブ型のICタグ等の杭情報ユニット11を装備していることが望ましい。図示される実施形態では、各筐体の上嵌合部2cは、杭基体本体10の上凸部10cと略同一の形状を有し、各筐体の下嵌合部2a、および蓋部3には、筐体の上嵌合部2cまたは杭基体本体10の上凸部10cと嵌合する凹部が形成されている。また筐体の収納部2bの底壁2dには、図示するように開口2eが設けられていてもよい。連通孔7は、下部の構造体と、上部の構造体を嵌合した際に、対応する位置に形成されており、これにビス15などの固定具を通して固定することにより、杭基体の上に、任意の機器を収納しうる収納空間を有するブロック状の構造が積み重なった杭が形成される。なお、図では、2個の筐体2を積層しているが、杭基体1上に載置する筐体2は、1個でもよく、3個以上でもよい。また、場合により、杭基体1に直接蓋部3を嵌合させて用いてもよい。
以下、杭の各構成要素に関し、さらに説明する。
図1(a)で示した基体1の形状は一例であり、直動部10bと挿入部10aからなる部分の形状は、通常、標示杭や境界杭等に使用されている各種の形状をとることができる。杭基体が筐体と嵌合する部分の形状も、壁面の横断面が四角形となる上凸部10cが示されているが、例えば、凸部の断面が一部面取りされた円形となるものであってもよい。杭本体の素材は特に限定されないが、例えば、再生プラスチック等の樹脂で形成することができる。また必要に応じ、本体の少なくとも一部を金属製の部材から構成してもよい。
図2では、杭基体1内部に情報ユニット11が収納されている構成を示したが、これに代えて、またはこれに加えて、蓄電池を収納してもよい。あるいは、杭基体に電力情報同時伝送用アダプタを収納し、有線配線によって電力と情報の伝送を行い得る構成としてもよい。
本発明においては、杭基体上部の嵌合部(上凸部)10cと、筐体の上嵌合部2c、下嵌合部2aの形状を一定の規格で形成することにより、センサノードその他の電気・電子機器を任意に杭基体上に設置することを可能としている。
図4は、本発明の杭に用いられる筐体2の一実施形態を示す(a)斜視図、(b)筐体を切断した場合状態での斜視図である。図示される実施形態では、収納部2bは有底角柱状の形態を有し、底壁2dには、隅近くに円形の開口2eが設けられている。上嵌合部2cは、四周の外壁面が内側にむけて傾斜した凸部を形成している。下嵌合部2aの外壁面は、収納部2bの壁面の延長として形成されているが、内壁面は側壁の厚みが下部から上部に向けて厚くなるように傾斜している。上嵌合部、下嵌合部の側壁には、連通孔7が設けられている。
上記のような筐体2は、必要な個数、杭基体の上に積み重ねることができる。その際、下部の構造体と、上部の構造体の連結は、図2について説明したものと同様の方法によって行うことができる。
(a)に示す筐体2Aのように、収納部2bを大きくし、やや大型の電気・電子機器を設置してもよい。この例では、収納部2bの外周は、下嵌合部2aよりも大きく、上嵌合部2cの外周も、下嵌合部2aの外周より大きく形成されている。(b)に示す筐体2Bは、(a)に示す筐体2Aのように、上嵌合部の大きな筐体上に嵌合しうるよう形成されたものであり、収納部2bと下嵌合部2aとは同じ外周長を有する。図5(c)に示す筐体2Cは、円筒形の収納部2bを有する。
このように、嵌合部の形状さえ規格化すれば、筐体の形状に関しては、各種変形が可能である。なお、嵌合部の規格は、図示されたものに限定されず、例えば嵌合部の形状を一部面取りした円筒形(図示せず)としてもよい。
蓋部3は、筐体2内の電子機器等を保護するために設置される。蓋部は、筐体上部の上嵌合部2cに嵌合する形状を有する。蓋部上にはアンテナ等を設置してもよく、その場合、杭基体と有線で接続するため、上板に孔を設けてもよい。
本発明に係る杭は、必要に応じ、積み重ね構造を形成するため、杭基体上部の嵌合部や、筐体の上下の嵌合部と同様に、規格化された形状の嵌合部を有する嵌合体をさらにそなえたものであってもよい。
大きな筐体の上に、小さな筐体を配置する場合、図7(a)に示すような嵌合体4を用いることができる。この嵌合体4は、大きな下嵌合部4a上に、小さな上嵌合部4cが接合されたような形状を有する。また図7(b)に示すように、筐体2の上嵌合部2cに対応する形状を開口を有する板の上に設けた嵌合体4Aや、図7(c)に示すように、筐体2の下嵌合部2aに対応する形状を開口を有する板の下に設けた嵌合体4Bをたとえば、接着やネジ穴4dを介した固定により、任意の筐体にとりつけて使用することも可能である。
各筐体に搭載される電気・電子機器は、例えばセンサと、センサで取得したデータを信号化する手段を備えたセンサノードであってもよい。また、RFID、ICタグなども併用することができる。センサノードを構成するセンサは、温度センサ、湿度センサ、振動センサ、音声センサ、明度センサ、セキュリティセンサやセキュリティアンプなどから必要に応じ、適宜選択することができる。また必要に応じ、カメラ、レーザー、照明装置などの光学系機器を搭載してもよく、集音器、発声器等の音声機器を搭載してもよい。例えば、センサの異常を検知して光、あるいは音声により警告する装置をセンサとともに搭載してもよい。また無線通信機器を搭載してもよい。またドローン用の充電モジュールや、携帯電話用の充電モジュールを搭載してもよい。
以下に本発明の一実施形態として、電力情報同時伝送用有線ネットワークの構築に使用可能な杭(情報発信杭)の構成例について図8(a)〜(d)を参照して説明する。ここでは、図3に示した杭基体1A(またはこれにICタグを付加した杭基体1B)を使用した場合について記載する。なお、他の図と対応する構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図8(a)に示す杭(情報発信杭)100Aは、杭基体1の上に、電気・電子機器6を内部に収納した筐体2が設置され、筐体2の上に蓋部3が設置されている。電気・電子機器6は、センサノード6Aでもよく、筐体2底部の開口2eを通じた内部の配線9で、配電・配信ユニット12と接続される。
図8(b)に示す杭100Bでは、筐体2の内部にセンサノード6Aを設置するとともに、蓋部3Bの上に無線通信用アンテナ8(例えば、WiFi通信用アンテナ、zigbee通信用アンテナ)を設置し、内部の配線9で配電・配信ユニット12と接続している。また杭基体1Bには、杭基体の位置情報等を記録したICタグ11Bも埋め込まれている。
図8(c)に示す杭100Cでは、杭基体1の上に二個の筐体が重ねて設置されており、第1の電気・電子機器としてセンサノード6Aが下部の第一の筐体2に、第2の電気・電子機器としてカメラユニット6Bが、透明な素材で構成された上部の第二の筐体2Eに収納され、上部の筐体2Eの上に蓋部3が設置されている。電気・電子機器6A、6Bは、筐体底部の開口2eを通じた配線により、配電・配信ユニット12と接続されている。
図8(d)に示す杭100Dでは、杭基体1Aの上に設置された筐体2に、充電用のモジュール6Cが収納され、内部の配線9で配電・配信ユニット12と接続している。この場合、蓋部3の開閉を行うため、蓋部3はビス止めされていない。
なお、上記の構成は一例にすぎず、筐体2は、3以上積層してもよい。また電気・電子機器6を収納した筐体2を2個以上積層し、さらに蓋部3Bにアンテナ8を設置してもよい。
本発明の杭を利用することにより、多様なセンサネットワーク、仮設インフラネットワークを簡便に構築することが可能である。
図9(a)〜(f)に、杭を利用した各種ネットワークの概念図を示す。
図9(a)は、本発明の杭を山間部のセンシングプラットフォームに利用した実施形態を示す概念図であり、有線配線で接続された杭が適切な間隔で配置されている。斜面には、さらにセンサと無線発信機を備えた杭が分散配置されており、本発明のネットワーク杭との間でデータ通信を行っている。ネットワーク杭の基体上には筐体が設置され、センサノードや監視カメラなどが設置されている。このようなネットワークを用い、地滑りの監視、火山災害の監視などを行うことができる。また、野生動物による食害防止のための通電柵の管理に利用することも可能である。
図9(b)は、本発明の杭を農業センシングプラットフォームに利用した実施形態を示す概念図であり、有線配線で接続された杭が適切な間隔で配置されている。畑の中には、さらにセンサと無線発信機を備えた杭が分散配置されており、本発明のネットワーク杭との間でデータ通信を行っている。ネットワーク杭の基体上には筐体が設置され、センサノードや監視カメラ、発音器などが設置されている。このようなネットワークを利用すれば、湿度センサを利用してスプリンクラーの管理を行うことができる。また監視カメラで観察される病害中の発生状況に応じ、ドローンに指令して農薬の散布を行うこともでき、野生動物や泥棒の接近を感知して警告音を発することもできる。
図9(c)は、本発明の杭を利用した仮設インフラネットワークの実施形態を示す概念図である。地震、洪水等の緊急自然災害の直後には、広範囲に停電や通信インフラの崩壊が生じ、復旧には長期の期間を要する場合があるが、通電が確保できる家屋、施設等が一部にあれば、本発明の杭と有線配線(例えばAC配線)を利用し、応急的な給電・通信ネットワーク(電力情報伝送用有線ネットワーク)を迅速に展開することができる。杭は、通電した家屋に有線配線でつながれ、各杭の基体に載せられた筐体には、監視カメラ、発声器、照明装置などが配置されている。杭は、照明用、調理用、医療機器への給電用、携帯電話の充電用等の電源として利用することができ、また蓋部に設置した無線アンテナを介し、WiFi通信を行うこともできる。監視カメラは防犯用途に利用でき、発声器で防災情報を流すこともできる。
図9(d)は、本発明の杭を利用して構築された、野外における音声メディアおよび/または視覚メディア用のインフラの実施形態を示す概念図である。所定の場所に設置された杭は有線配線(例えばAC配線)で接続されている。各杭には、プロジェクタやカメラ等が接続され、これらの装置に、遠隔地から、またはその場で(ノートパソコンやタブレットなどを用いて)、指令を発し、制御することができる。また別電源のプロジェクタ、スピーカなどに無線通信で指令を発してもよい。
図9(e)は、本発明の杭をセンシングプラットフォームに利用し、地滑りの監視を行う場合の実施形態を示す概念図である。地滑りによる崩落が生じた斜面には、杭の設置は難しいが、センサ収納体を、面に密着する形で設置させ、各収納体からの情報を本発明の杭を介して観測することにより、滑り面の経時的変動を監視することが可能となる。この場合、センサ収納体は、たとえば、本発明で用いる筐体に、位置センサ、振動センサ等のセンサノードを設置したものであってもよく、センサ収納体と、杭の間を電力情報同時伝送用の回線で接続してもよい。また杭にはカメラを設置してカメラ映像による監視をあわせて行ってもよい。
図9(f)は、本発明の杭をセンシングプラットフォームに利用し、山林と農地の境界部などで野生動物の監視を行う場合の実施形態を示す概念図である。野生動物(シカ、イノシシなど)の食害防止には、通電柵が通常用いられているが、本発明の杭を利用したネットワーク(必要に応じ、山側に配置されたセンサと無線通信を行う)と併用することにより、杭に搭載したカメラ、集音器により野生動物を監視して通電のオンオフを行ったり、発声器や投光器による威嚇を行ったりすることもできる。また農林業従事者の安全のため、登録した利用者の携帯電話に、クマの出没情報を発信することもできる。
10 基体本体
11 情報ユニット
2 筐体
2a 下嵌合部
2b 収納部
2c 上嵌合部
2d 底壁
2e 開口
3 蓋部
7 連通孔
15 ビス
Claims (11)
- 地盤に一部または全部が埋め込まれる杭基体と、
前記杭基体の上に嵌合する上部構造体を有し、
前記上部構造体は、上下方向に積層載置された、少なくとも一つの筐体を有し、
前記筐体は、直下に位置する杭基体または筐体と嵌合する形状を有する、杭。 - 請求項1に記載の杭であって、前記杭基体に、パッシブ型ICタグ、アクティブ型ICタグ、および蓄電池から選択される、いずれか一つが収納されている杭。
- 請求項1または2に記載の杭であって、さらに最上部に設置される蓋部を有し、
前記少なくとも一つの筐体はそれぞれ、凹部を有する下嵌合部と、凸部を有する上嵌合部とを有し、各筐体の下底壁には開口が設けられており、
前記杭本体は、上部に凸部を有し、
前記蓋部は下部に凹部を有し、
前記杭基体上部の凸部は直上の前記筐体の下嵌合部の凹部と嵌合し、
前記筐体の上嵌合部の凸部は、直上の筐体の下嵌合部の凹部または前記蓋部下部の凹部と嵌合するように構成されている、
杭。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の杭であって、前記筐体の少なくとも一部は、透明な素材からなる杭。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の杭であって、前記筐体の内部に設置された電気・電子機器を備える杭。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の杭であって、前記杭基体は、電力情報同時伝送用アダプタを備え、前記筐体に収納された前記電気・電子機器の少なくとも一つが、前記電力情報同時伝送用アダプタと配線で接続される杭。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の杭であって、前記杭基体は、
杭本体と、
該杭本体の外壁にはめ込まれた、少なくとも一の有線接続部と、杭本体に内蔵され、前記有線接続部に電気的に接続された前記電力情報同時伝送用アダプタを備える配電・配信ユニットと、
を備えた杭。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の杭と、前記筐体の内部に配置されたセンサノードとを有する、センサネットワーク。
- 複数本の、前記請求項7に記載の杭と、該杭間を接続する有線配線とを有する、電力情報同時伝送用有線ネットワーク。
- 請求項9に記載の電力情報同時伝送用有線ネットワークであって、さらに前記杭と、配線を介して接続されたセンサ収納体を備える、電力情報同時伝送用有線ネットワーク。
- 請求項1から7のいずれか一項の杭に使用される杭基体。
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