JP2017211738A - センサデータ収集システムおよび出力ゲイン照合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ信号の増幅に用いるセンサ端末の出力ゲインを元の設定ゲインと照合できるセンサデータ収集システムを提供する。【解決手段】センサ端末１０の端末制御部１３が、出力ゲイン照合時、予め設定されている基準信号を出力ゲインで増幅して計測し、得られた計測データを照合装置２０へ通知する。照合装置２０の照合制御部２２が、センサ端末１０からの計測データと基準データとからセンサ端末１０の出力ゲインを示す端末ゲインを計算して設定ゲインと照合し、得られた照合結果に基づきセンサ端末１０の出力ゲインの正否を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のセンサ端末で取得されたセンサデータを処理装置で収集するためのセンサデータ収集技術に関する。

センサデータ収集システムは、遠隔地に設置したセンサからのデータを通信ネットワークを利用して、サーバに収集するシステムであり、業務の効率化、サービス性の向上、安心・安全の確保を目的として、遠隔検針、自動販売機の在庫管理、トラックの配送管理、ビニールハウスの温度監視、受変電設備の監視等、様々なサービスが展開されている。
また、一般家庭においても省エネに対する意識の高まりから、電流センサ、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、人感センサ等のセンサ情報を用いて、効率的なエネルギー消費の実現に向けたエネルギーマネージメントシステムが考案されている。

これらのサービスで使われる、センサ端末においては、対象物理量の計測範囲に合った特性のセンサを選定し、端末内に組み込む必要があり、設置後に変更はできない。これに対して、最近、コンフィギュラブルなアナログフロントエンド回路が実用化され（例えば、非特許文献１など参照）、これを搭載することにより、端末設置後でも出力ゲイン等の回路パラメータを変更できるセンサ端末が実現できる。したがって、センサの経年変化に対する補正・修復を行うことでシステムの長寿命化や高付加価値化を実現することができる。

「Smart Analog」，Renesas，http://japan.renesas.com/products/smart_analog/

しかしながら、このような従来技術では、システム運用中にセンサ端末にリセットや故障が発生すると、センサ端末の出力ゲインと元の設定ゲインとに不整合が生じ、収集したセンサデータを正しく解釈することができなくなってしまう。また、センサデータからは、そのセンサ端末が故障なく正常に動作しているかどうかについても把握することが困難となり、センサが故障していて、想定するセンサデータを送信していない可能性もある。このため、収集したセンサデータを不整合発生時や故障発生時のデータとして利用できなくなり、事象発生区間が特定できない場合には、取得したセンサデータが広範囲にわたり利用できなくなってしまう恐れがある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、センサ信号の増幅に用いるセンサ端末の出力ゲインを元の設定ゲインと照合できるセンサデータ収集技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるセンサデータ収集システムは、予め端末メモリに設定されている出力ゲインに基づいてそれぞれのセンサ端末でセンサ信号を増幅することによりセンサデータを取得し、通信ネットワークを介して処理装置で収集するセンサデータ収集システムであって、前記センサ端末の出力ゲインを照合する照合装置を備え、前記センサ端末は、出力ゲイン照合時、予め設定されている基準信号を前記出力ゲインで増幅して計測し、得られた計測データを前記照合装置へ通知する端末制御部を備え、前記照合装置は、前記センサ端末に前記出力ゲインとして設定されているべき設定ゲインと、前記基準信号の物理量を表す基準データとが登録されている出力ゲインＤＢと、前記センサ端末からの計測データと前記基準データとから、前記センサ端末の出力ゲインを示す端末ゲインを計算して前記設定ゲインと照合し、得られた照合結果に基づき前記センサ端末の出力ゲインの正否を判定する照合制御部とを備えている。

また、本発明にかかる上記センサデータ収集システムの一構成例は、前記照合制御部が、前記設定ゲインを前記センサ端末に通知し、前記端末制御部は、前記照合装置から通知された前記設定ゲインを新たな出力ゲインとして前記端末メモリに設定した後、基準信号を前記新たな出力ゲインで増幅して計測し、得られた新たな計測データを前記照合装置へ通知し、前記照合制御部は、前記センサ端末からの新たな計測データに基づき前記センサ端末の出力ゲインの正否を判定するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記センサデータ収集システムの一構成例は、前記照合制御部が、前記センサ端末に対して異なる複数の設定ゲインを順次通知し、これら設定ゲインごとに前記センサ端末から通知された計測データについて前記照合を実施し、前記設定ゲインごとに得られた照合結果に基づき前記センサ端末の出力ゲインの正否を判定するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記センサデータ収集システムの一構成例は、前記照合装置が、前記処理装置、または、前記センサ端末と前記通信ネットワークとの間に接続されて、前記センサ端末から送信された前記センサデータを前記処理装置へ中継転送するセンサ中継装置からなるものである。

また、本発明にかかる出力ゲイン照合方法は、予め端末メモリに設定されている出力ゲインに基づいてそれぞれのセンサ端末でセンサ信号を増幅することによりセンサデータを取得し、通信ネットワークを介して処理装置で収集するセンサデータ収集システムで用いられる出力ゲイン照合方法であって、前記センサ端末が、出力ゲイン照合時、予め設定されている基準信号を前記出力ゲインで増幅して計測し、得られた計測データを照合装置へ通知する計測ステップと、前記照合装置が、前記センサ端末からの計測データと、前記基準信号の物理量を表す基準データとから、前記センサ端末の出力ゲインを示す端末ゲインを計算して設定ゲインと照合し、得られた照合結果に基づき前記センサ端末の出力ゲインの正否を判定する照合制御ステップとを備えている。

本発明によれば、照合装置により、任意のセンサ端末においてセンサ信号の増幅に用いている実際の出力ゲインを、元の設定ゲインと照合することが可能となる。このため、例えば、システム運用中にセンサ端末にリセットや故障が発生した場合には、センサ端末の出力ゲインと元の設定ゲインとに不整合が生じているかどうかを、照合装置から的確に判定することができる。

したがって、このような不整合に起因して生じる、収集したセンサデータの誤った解釈を回避することができる。また、センサデータから、そのセンサ端末が故障なく正常に動作しているかどうかについても把握することができ、センサが故障していて、想定するセンサデータを送信していないことも把握することができる。このため、収集したセンサデータを不整合発生時や故障発生時のデータとして利用することができ、事象発生区間が特定できない場合でも、取得したセンサデータを広範囲にわたり利用することが可能となる。

第１の実施の形態にかかるセンサデータ収集システムの構成を示すブロック図である。 端末制御部の構成例（電圧信号）である。 端末制御部の構成例（電流信号）である。 出力ゲインＤＢの構成例である。 第１の実施の形態にかかるセンサデータ収集システムの動作を示すシーケンス図である。 ゲイン照合処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態にかかるセンサデータ収集システムの動作を示すシーケンス図である。 第３の実施の形態にかかるセンサデータ収集システムの動作を示すシーケンス図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるセンサデータ収集システム１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるセンサデータ収集システムの構成を示すブロック図である。
このセンサデータ収集システム１は、各種のセンサデータを収集する際に用いられて、予め端末メモリに設定されている出力ゲインに基づいてそれぞれのセンサ端末１０でセンサ信号を増幅することによりセンサデータを取得し、センサ中継装置ＲＴおよび通信ネットワークＮＷを介して処理装置ＳＶで収集するためのネットワークシステムである。

このセンサデータ収集システム１は、業務の効率化、サービス性の向上、安心・安全の確保を目的として、遠隔検針、自動販売機の在庫管理、トラックの配送管理、ビニールハウスの温度監視、受変電設備の監視、一般家庭用の省エネ管理など、様々な用途で用いられる。

センサ端末１０は、電圧センサ、電流センサ、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、人感センサ、加速度センサなどのセンサを搭載し、センサで得られた電圧値、電流値、抵抗値、静電容量値などの物理量を示すセンサ信号を処理することによりセンサデータを取得する機能を有している。
センサ中継装置ＲＴは、ゲートウェイやルータなどのデータ転送装置からなり、センサ端末１０で取得されたセンサデータや、センサ信号の増幅に用いる出力ゲインを中継転送する機能を有している。

処理装置ＳＶは、全体としてサーバ装置などの情報処理装置からなり、通信ネットワークＮＷを介して収集したセンサデータに基づいて、対象の状況や事象発生を検知する機能を有している。
照合装置２０は、全体としてサーバ装置などの情報処理装置からなり、出力ゲイン照合時にセンサ端末１０から送信された計測データに基づいて、センサ端末１０の出力ゲインを元の設定ゲインと照合する機能を有している。なお、照合装置２０は、センサ中継装置ＲＴや処理装置ＳＶの一部として実現してもよく、システムの簡素化、ネットワーク負荷やリスクを分散できる。

［センサ端末］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかるセンサデータ収集システム１で用いられるセンサ端末１０の構成について詳細に説明する。
センサ端末１０には、主な機能部として、センサ１１、基準信号出力部１２、端末制御部１３、および通信Ｉ／Ｆ部１４が設けられている。

センサ１１は、電圧センサ、電流センサ、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、人感センサ、加速度センサなどのセンサからなり、対象の状況を示す物理量を検出しセンサ信号として出力する機能を有している。
通信Ｉ／Ｆ部１４は、センサ中継装置ＲＴとデータ通信を行うことにより、センサデータや出力ゲインを送受信する機能とを有している。

基準信号出力部１２は、予め設定されている基準値を示す基準信号Ｓｒｅｆを出力する機能を有している。ここでは、例えばリニアレギュレータなどの電源回路で生成した基準電源電圧Ｖｒを抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧することにより、所望の基準電圧からなる基準信号Ｓｒｅｆを出力している。

端末制御部１３は、後述する端末メモリ１３Ｂに予め設定されている出力ゲインに基づいてセンサ１１からのセンサ信号を増幅して信号処理することによりセンサデータを取得し、得られたセンサデータを通信Ｉ／Ｆ部１４から処理装置ＳＶへ送信する機能と、作業者による照合指示操作などの照合トリガに応じた出力ゲイン照合時に、基準信号出力部１２からの基準信号を端末メモリ１３Ｂに設定されている出力ゲインで増幅して計測し、得られた計測データを照合要求パケットにより照合装置２０へ通知する機能と、照合装置２０からゲイン設定パケットを通信Ｉ／Ｆ部１４を介して受信し、ゲイン設定パケットで通知された設定ゲインをセンサ信号の増幅に用いる出力ゲインの設定値として、端末メモリ１３Ｂに設定する機能とを有している。

図２は、端末制御部の構成例（電圧信号）である。図２において、端末制御部１３には、主な回路部として、センサＩ／Ｆ部ＳＩＦとマイクロコントローラＭＣとが設けられている。ここでは、センサ１１から出力されるセンサ信号Ｓｉｎが電圧信号である場合が示されているが、電圧信号に限定されるものではない。

センサＩ／Ｆ部ＳＩＦは、センサ１１を接続するためのＩ／Ｆ回路であり、ここでは、センサ１１からのセンサ信号Ｓｉｎと基準信号出力部１２からの基準信号Ｓｒｅｆとを切替選択するスイッチＳＷと、スイッチＳＷで選択されたセンサ信号Ｓｉｎまたは基準信号Ｓｒｅｆを出力ゲインに基づき増幅してマイクロコントローラＭＣへ出力する可変増幅器ＡＭＰとが設けられている。

マイクロコントローラＭＣは、ＣＰＵなどの各種半導体回路をチップに搭載した制御用ＬＳＩであり、信号処理部１３Ａと端末メモリ１３Ｂを有している。
信号処理部１３Ａは、センサＩ／Ｆ部ＳＩＦから出力されたセンサ信号を、Ａ／Ｄ変換処理や各種演算処理を行うことにより、センサデータを生成する機能を有している。
端末メモリ１３Ｂは、半導体メモリからなり、通信Ｉ／Ｆ部１４で受信した照合装置２０からの設定ゲインを出力ゲインとして記憶する機能を有している。

マイクロコントローラＭＣは、端末メモリ１３Ｂに設定されている出力ゲインの設定値に基づき、センサＩ／Ｆ部ＳＩＦの可変増幅器ＡＭＰの出力ゲインを調整する機能と、センサデータの取得時および出力ゲインの照合時に合わせて、スイッチＳＷをセンサ１１側または基準信号出力部１２側に切り替える機能とを有している。

したがって、センサデータの取得時には、スイッチＳＷがセンサ１１側に切り替えられて、センサ信号Ｓｉｎが出力ゲインに基づき可変増幅器ＡＭＰで増幅された後、信号処理部１３Ａへ入力されてセンサデータが生成される。また、出力ゲインの照合時には、スイッチＳＷが基準信号出力部１２側に切り替えられて、基準信号Ｓｒｅｆを選択して可変増幅器ＡＭＰで増幅された後、信号処理部１３Ａへ入力されて照合用の計測データが生成される。

なお、センサ信号Ｓｉｎが電流信号である場合、図３に示すような構成となる。図３は、端末制御部の構成例（電流信号）である。ここでは、基準信号出力部１２が、定電流源Ｉｓから構成されており、センサＩ／Ｆ部ＳＩＦには、スイッチＳＷの出力側に負荷抵抗ＲＬが接続されている。これにより、センサ信号Ｓｉｎまたは基準信号Ｓｒｅｆの電流がスイッチＳＷを介して負荷抵抗ＲＬに流れ、ＲＬ両端に発生した電圧が、可変増幅器ＡＭＰで増幅された後、信号処理部１３Ａに入力されることになる。したがって、ゲイン出力の照合については、センサ信号Ｓｉｎが電圧信号である場合と同様に実施できる。

［照合装置］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかるセンサデータ収集システム１で用いられる照合装置２０の構成について詳細に説明する。
照合装置２０には、主な機能部として、通信Ｉ／Ｆ部２１、照合制御部２２、および出力ゲインＤＢ２３が設けられている。

通信Ｉ／Ｆ部２１は、通信ネットワークＮＷを介してセンサ端末１０とデータ通信を行うことにより、計測データや出力ゲインをやり取りする機能とを有している。
照合制御部２２は、通信Ｉ／Ｆ部２１で受信したセンサ端末１０からの計測データに応じて、その計測データと出力ゲインＤＢ２３の基準データとからセンサ端末１０の出力ゲインを示す端末ゲインを計算する機能と、得られた端末ゲインと出力ゲインＤＢ２３の設定ゲインと照合し、その照合結果に基づきセンサ端末１０の出力ゲインの正否を判定する機能とを有している。

出力ゲインＤＢ２３は、センサ端末１０でのセンサ信号の増幅に用いる出力ゲインを蓄積するデータベースである。図４は、出力ゲインＤＢの構成例である。ここでは、センサ端末１０を識別するための端末ＩＤごとに、設定ゲインおよび基準データが組として登録されている。
このうち、設定ゲインＧｓは、照合装置２０からセンサ端末１０に通知されて端末メモリ１３Ｂに設定されて、センサ信号Ｓｉｎの増幅に用いられるべき元の出力ゲインである。基準データＳｓは、センサ端末１０において基準信号Ｓｒｅｆの大きさを表す物理量である。

したがって、出力ゲイン照合時、センサ端末１０で基準信号Ｓｒｅｆを未知の出力ゲイン、すなわち端末ゲインＧに基づき可変増幅器ＡＭＰで増幅して得られた計測データをＳｍとした場合、基準データＳｓと計測データＳｍとの比が端末ゲインＧに相当するため、端末ゲインＧは、次の式（１）で求められる。
Ｇ＝Ｓｍ／Ｓｓ …（１）
このため、得られた端末ゲインＧと、センサ端末１０に設定されているべき元の設定ゲインＧｓとを比較すれば、センサ端末１０の端末メモリ１３Ｂに設定されている出力ゲインの正否が判定できる。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図５および図６を参照して、本実施の形態にかかるセンサデータ収集システム１の動作について説明する。図５は、第１の実施の形態にかかるセンサデータ収集システムの動作を示すシーケンス図である。図６は、ゲイン照合処理を示すフローチャートである。

センサ端末１０において、作業者による照合指示操作に応じて照合トリガが発生した場合、端末制御部１３は、まず、スイッチＳＷを基準信号出力部１２側に切り替えて、基準信号Ｓｒｅｆを可変増幅器ＡＭＰに入力し、増幅された基準信号を信号処理部１３Ａで計測する（ステップ１００）。この際、可変増幅器ＡＭＰには、センサ信号の計測時と同様、端末メモリ１３Ｂに設定されている出力ゲインが設定されているものとする。

この後、端末制御部１３は、計測により得られた計測データを、出力ゲインの照合を要求する照合要求パケットで照合装置２０へ通知する（ステップ１０１）。
この照合要求パケットには、要求元のセンサ端末１０を識別するための端末ＩＤと、要求元のセンサ端末１０で計測した計測データが含まれている。

照合装置２０の照合制御部２２は、この照合要求パケットの受信に応じて、照合要求パケットに含まれている端末ＩＤと計測データとに基づき、後述する図６のゲイン照合処理により、センサ端末１０の端末ゲインと設定ゲインとを照合し（ステップ１０２）、照合結果が照合成功である場合には（ステップ１０２：ＯＫ）、端末ゲインが正常であると判定し（ステップ１０３）、一連の照合動作を終了する。
一方、照合結果が照合失敗である場合には（ステップ１０２：ＮＧ）、端末ゲインが異常であると判定し（ステップ１０４）、一連の照合動作を終了する。

ステップ１０２において、照合制御部２２は、図６のゲイン照合処理を実行する。
まず、照合制御部２２は、照合要求パケットから端末ＩＤおよび計測データＳｍを取得し（ステップ１２０）、出力ゲインＤＢ２３から端末ＩＤと対応する設定ゲインＧｓおよび基準データＳｓを取得する（ステップ１２１）。

続いて、照合制御部２２は、前述した式（１）に基づいて、計測データＳｍと基準データＳｓとから端末ゲインＧを計算し（ステップ１２２）、得られた端末ゲインＧと設定ゲインＧｓとを照合する（ステップ１２３）。

ここで、端末ゲインＧと設定ゲインＧｓとのゲイン差ΔＧ（絶対値）が予め設定されている許容範囲Ｅ内である場合、すなわちΔＧ≦Ｅの場合（ステップ１２４：ＹＥＳ）、照合制御部２２は、端末ゲインＧと設定ゲインＧｓとのゲイン照合が成功したもの（ＯＫ）と判定し（ステップ１２５）、一連のゲイン照合処理を終了する。
一方、ゲイン差ΔＧが許容範囲Ｅ外である場合、すなわちΔＧ＞Ｅの場合（ステップ１２４：ＮＯ）、照合制御部２２は、端末ゲインＧと設定ゲインＧｓとのゲイン照合が失敗したもの（ＮＧ）と判定し（ステップ１２６）、一連のゲイン照合処理を終了する。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、センサ端末１０の端末制御部１３が、出力ゲイン照合時、予め設定されている基準信号を出力ゲインで増幅して計測し、得られた計測データを照合装置２０へ通知し、照合装置２０の照合制御部２２が、センサ端末１０からの計測データと基準データとからセンサ端末１０の出力ゲインを示す端末ゲインを計算して設定ゲインと照合し、得られた照合結果に基づきセンサ端末１０の出力ゲインの正否を判定するようにしたものである。

これにより、照合装置２０により、任意のセンサ端末１０においてセンサ信号の増幅に用いている実際の出力ゲインを、元の設定ゲインと照合することが可能となる。このため、例えば、システム運用中にセンサ端末１０にリセットや故障が発生した場合には、センサ端末１０の出力ゲインと元の設定ゲインとに不整合が生じているかどうかを、照合装置２０から的確に判定することができる。

したがって、このような不整合に起因して生じる、収集したセンサデータの誤った解釈を回避することができる。また、センサデータから、そのセンサ端末１０が故障なく正常に動作しているかどうかについても把握することができ、センサが故障していて、想定するセンサデータを送信していないことも把握することができる。このため、収集したセンサデータを不整合発生時や故障発生時のデータとして利用することができ、事象発生区間が特定できない場合でも、取得したセンサデータを広範囲にわたり利用することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態にかかるセンサデータ収集システム１について説明する。本実施の形態では、センサ端末１０の端末ゲインを複数回にわたり照合する場合について説明する。

本実施の形態において、照合装置２０の照合制御部２２は、設定ゲインをセンサ端末１０に通知する機能と、これに応じたセンサ端末１０からの新たな計測データに基づきセンサ端末１０の出力ゲインの正否を判定する機能とを有している。
また、センサ端末１０の端末制御部１３は、照合装置２０から通知された設定ゲインを新たな出力ゲインとして端末メモリ１３Ｂに設定する機能と、設定後に基準信号Ｓｒｅｆを増幅して新たな出力ゲインで増幅して計測し、得られた新たな計測データを照合装置２０へ通知する機能とを有している。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図７を参照して、本実施の形態にかかるセンサデータ収集システム１の動作について説明する。図７は、第２の実施の形態にかかるセンサデータ収集システムの動作を示すシーケンス図である。

センサ端末１０において、作業者による照合指示操作に応じて照合トリガが発生した場合、端末制御部１３は、まず、スイッチＳＷを基準信号出力部１２側に切り替えて、基準信号Ｓｒｅｆを可変増幅器ＡＭＰに入力し、増幅された基準信号を信号処理部１３Ａで計測する（ステップ２００）。この際、可変増幅器ＡＭＰには、センサ信号の計測時と同様、端末メモリ１３Ｂに設定されている出力ゲインが設定されているものとする。

この後、端末制御部１３は、計測により得られた計測データを、出力ゲインの照合を要求する照合要求パケットで照合装置２０へ通知する（ステップ２０１）。
この照合要求パケットには、要求元のセンサ端末１０を識別するための端末ＩＤと、要求元のセンサ端末１０で計測した計測データが含まれている。

照合装置２０の照合制御部２２は、この照合要求パケットの受信に応じて、照合要求パケットに含まれている端末ＩＤと計測データとに基づき、前述した図６のゲイン照合処理により、センサ端末１０の端末ゲインと設定ゲインとを照合し（ステップ２０２）、照合結果が照合成功である場合には（ステップ２０２：ＯＫ）、端末ゲインが正常であると判定し（ステップ２０３）、一連の照合処理を終了する。

一方、照合結果が照合失敗である場合（ステップ２０２：ＮＧ）、照合制御部２２は、照合回数が予め設定されている規定回数に達したか確認することにより、照合終了を判定し（ステップ２０４）、規定回数に達しておらず照合が終了していない場合（ステップ２０４：ＮＯ）、照合制御部２２は、端末ＩＤに基づき出力ゲインＤＢ２３から取得した設定ゲインを含むゲイン設定パケットをセンサ端末１０へ送信する（ステップ２１０）。

センサ端末１０の端末制御部１３は、照合装置２０からのゲイン設定パケットに応じて、ゲイン設定パケットに含まれる設定ゲインを新たな出力ゲインとして端末メモリ１３Ｂに設定し（ステップ２１１）、この新たな出力ゲインで基準信号を計測し（ステップ２１２）、得られた計測データを照合要求パケットで照合装置２０へ通知する（ステップ２１３）。

照合装置２０の照合制御部２２は、この照合要求パケットの受信に応じて、前述したステップ２０２，２０４の処理を実行する。そして、ステップ２０４において、照合回数が規定回数に達しており照合が終了した場合（ステップ２０４：ＹＥＳ）、それまでに照合成功がなかったことから、端末ゲインが異常であると判定し（ステップ２０５）、一連の照合処理を終了する。

［第２の実施の形態の効果］
このように本実施の形態は、照合装置２０の照合制御部２２が、設定ゲインをセンサ端末１０に通知し、これに応じたセンサ端末１０からの新たな計測データに基づきセンサ端末１０の出力ゲインの正否を判定し、センサ端末１０の端末制御部１３が、照合装置２０から通知された設定ゲインを新たな出力ゲインとして端末メモリ１３Ｂに設定し、設定後に基準信号Ｓｒｅｆを増幅して新たな出力ゲインで増幅して計測し、得られた新たな計測データを照合装置２０へ通知するようにしたものである。
これにより、出力ゲインの照合を複数回にわたり繰り返し実施することができ、照合精度を高めることができる。

また、本実施の形態において、照合装置２０からセンサ端末１０に設定ゲインを設定する際、センサ端末１０に対して異なる複数の設定ゲインを順次通知し、これら設定ゲインごとにセンサ端末１０から通知された計測データについて照合を実施し、設定ゲインごとに得られた照合結果に基づきセンサ端末１０の出力ゲインの正否を判定するようにしてもよい。
これにより、特定の設定ゲインだけでなく、異なる設定ゲインにおいても照合正否を確認することができ、より正確に出力ゲインを照合することが可能となる。

また、センサ端末１０における出力ゲイン異常を、悪意のある第三者が設置した不正端末によるものと捉えることにより、センサ端末の正当性認証として利用することも可能である。この場合、本実施の形態のように、複数回のゲイン照合を行うようにすれば、認証精度を向上させることができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態にかかるセンサデータ収集システム１について説明する。本実施の形態では、異なる設定ゲインに基づいて、センサ端末１０の端末ゲインを複数回にわたり照合し、得られた複数の照合結果に基づいて出力ゲインの正否を判定する場合について説明する。

本実施の形態において、照合装置２０の照合制御部２２は、センサ端末１０に対して異なる複数の設定ゲインを順次通知し、これら設定ゲインごとにセンサ端末１０から通知された計測データについて照合を実施し、設定ゲインごとに得られた照合結果に基づきセンサ端末１０の出力ゲインの正否を判定する機能を有している。

［第３の実施の形態の動作］
次に、図８を参照して、本実施の形態にかかるセンサデータ収集システム１の動作について説明する。図８は、第３の実施の形態にかかるセンサデータ収集システムの動作を示すシーケンス図である。

照合装置２０での作業者による照合指示操作において、照合制御部２２は、あらかじめ設定されている複数の異なる設定ゲインのうちから未選択の設定ゲインを選択し（ステップ３００）、ゲイン設定パケットによりセンサ端末１０へ通知する（ステップ３０１）。
センサ端末１０の端末制御部１３は、照合装置２０からのゲイン設定パケットに応じて、ゲイン設定パケットに含まれる設定ゲインを新たな出力ゲインとして端末メモリ１３Ｂに設定し（ステップ３０２）、この新たな出力ゲインで基準信号を計測し（ステップ３０３）、得られた計測データを照合要求パケットで照合装置２０へ通知する（ステップ３０４）。

照合装置２０の照合制御部２２は、この照合要求パケットの受信に応じて、照合要求パケットに含まれている端末ＩＤと計測データとに基づき、前述した図６のゲイン照合処理により、センサ端末１０の端末ゲインと設定ゲインとを照合し（ステップ３０５）、得られた照合結果を保存する（ステップ３０６）。
この後、照合制御部２２は、照合回数が予め設定されている規定回数に達したか確認することにより、照合終了を判定し（ステップ３０７）、規定回数に達しておらず照合が終了していない場合（ステップ３０７：ＮＯ）、照合制御部２２は、前述したステップ３００に戻って次の未選択の設定ゲインを選択する。

一方、照合回数が規定回数に達しており照合が終了した場合（ステップ３０７：ＹＥＳ）、保存しておいた各照合結果のうちから照合成功回数と照合失敗回数とを確認し（ステップ３１０）、その確認結果に基づいて照合の正否を判定する（ステップ３１１）。

ここで、照合成功回数と照合失敗回数との回数比が予め設定されている判定値に達しており、照合成功と判定された場合（ステップ３１１：ＹＥＳ）、端末ゲインが正常であると判定し（ステップ３１２）、一連の照合処理を終了する。
また、回数比が判定値に達しておらず、照合失敗と判定された場合（ステップ３１１：ＮＯ）、端末ゲインが異常であると判定し（ステップ３１３）、一連の照合処理を終了する。

［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、照合制御部２２が、センサ端末１０に対して異なる複数の設定ゲインを順次通知し、これら設定ゲインごとにセンサ端末１０から通知された計測データについて照合を実施し、設定ゲインごとに得られた照合結果に基づきセンサ端末１０の出力ゲインの正否を判定するようにしたものである。
これにより、出力ゲインの照合を複数回にわたり繰り返し実施し、得られた照合結果を総合的に判断して出力ゲインの正否を判定でき、照合精度を高めることができる。

なお、第２および第３の実施の形態において、異なる複数の設定ゲインで繰り返し照合する場合、設定ゲインではなく異なる基準信号を用いて出力ゲインを照合してもよい。この際、センサ端末１０の基準信号出力部１２で、例えば抵抗分圧により、異なる複数の基準信号を出力させ、照合装置２０からの基準信号設定パケットにより、ゲイン照合に用いる基準信号を順次切り替えればよい。
これにより、特定の基準信号だけでなく、異なる基準信号においても照合正否を確認することができ、より正確に出力ゲインを照合することが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１…センサデータ収集システム、１０…センサ端末、１１…センサ、１２…基準信号発生部、１３…端末制御部、１３Ａ…信号処理部、１３Ｂ…端末メモリ、１４…通信Ｉ／Ｆ部、ＳＩＦ…センサＩ／Ｆ部、ＳＷ…スイッチ、ＲＬ…負荷抵抗、ＡＭＰ…可変増幅器、ＭＣ…マイクロコントローラ、２０…照合装置、２１…通信Ｉ／Ｆ部、２２…照合制御部、２３…出力ゲインＤＢ、ＲＴ…センサ中継装置、ＳＶ…処理装置、ＮＷ…通信ネットワーク。

Claims (5)

1. 予め端末メモリに設定されている出力ゲインに基づいてそれぞれのセンサ端末でセンサ信号を増幅することによりセンサデータを取得し、通信ネットワークを介して処理装置で収集するセンサデータ収集システムであって、
   前記センサ端末の出力ゲインを照合する照合装置を備え、
   前記センサ端末は、
   出力ゲイン照合時、予め設定されている基準信号を前記出力ゲインで増幅して計測し、得られた計測データを前記照合装置へ通知する端末制御部を備え、
   前記照合装置は、
   前記センサ端末に前記出力ゲインとして設定されているべき設定ゲインと、前記基準信号の物理量を表す基準データとが登録されている出力ゲインＤＢと、
   前記センサ端末からの計測データと前記基準データとから、前記センサ端末の出力ゲインを示す端末ゲインを計算して前記設定ゲインと照合し、得られた照合結果に基づき前記センサ端末の出力ゲインの正否を判定する照合制御部とを備える
   ことを特徴とするセンサデータ収集システム。
2. 請求項１に記載のセンサデータ収集システムにおいて、
   前記照合制御部は、前記設定ゲインを前記センサ端末に通知し、
   前記端末制御部は、前記照合装置から通知された前記設定ゲインを新たな出力ゲインとして前記端末メモリに設定した後、基準信号を前記新たな出力ゲインで増幅して計測し、得られた新たな計測データを前記照合装置へ通知し、
   前記照合制御部は、前記センサ端末からの新たな計測データに基づき前記センサ端末の出力ゲインの正否を判定する
   ことを特徴とするセンサデータ収集システム。
3. 請求項２に記載のセンサデータ収集システムにおいて、
   前記照合制御部は、前記センサ端末に対して異なる複数の設定ゲインを順次通知し、これら設定ゲインごとに前記センサ端末から通知された計測データについて前記照合を実施し、前記設定ゲインごとに得られた照合結果に基づき前記センサ端末の出力ゲインの正否を判定することを特徴とするセンサデータ収集システム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のセンサデータ収集システムにおいて、
   前記照合装置は、前記処理装置、または、前記センサ端末と前記通信ネットワークとの間に接続されて、前記センサ端末から送信された前記センサデータを前記処理装置へ中継転送するセンサ中継装置からなることを特徴とするセンサデータ収集システム。
5. 予め端末メモリに設定されている出力ゲインに基づいてそれぞれのセンサ端末でセンサ信号を増幅することによりセンサデータを取得し、通信ネットワークを介して処理装置で収集するセンサデータ収集システムで用いられる出力ゲイン照合方法であって、
   前記センサ端末が、出力ゲイン照合時、予め設定されている基準信号を前記出力ゲインで増幅して計測し、得られた計測データを照合装置へ通知する計測ステップと、
   前記照合装置が、前記センサ端末からの計測データと、前記基準信号の物理量を表す基準データとから、前記センサ端末の出力ゲインを示す端末ゲインを計算して設定ゲインと照合し、得られた照合結果に基づき前記センサ端末の出力ゲインの正否を判定する照合制御ステップと
   を備えることを特徴とする出力ゲイン照合方法。

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