JP2018018408A - 無線センサ端末、無線センサシステムおよびセンサデータ収集方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施例のセンシングシステムの構成例を示す図である。無線センサ端末101は自立電源システム1を備え、その発電電力で振動センサ2および測定回路部3を動作させてセンサ機能を実現する端末である。センサ機能は、周囲の各種物理量を測定し、測定した結果を無線でデータ収集・分析装置102に送信する。ここで「測定」とは、無線センサ端末101が、1度に送信するべきデータを準備する処理全体をいうことにする。本実施例では、振動センサ2により、周囲の振動を測定し、その結果を送信する例を扱うものとする。また、データ収集・分析装置102が1台に対して、無線センサ端末101は複数台でセンシングシステムを構成することができる。以下では簡略化のため、無線センサ端末101のうち、1台のみの動作について説明するが、複数台に対して同様の動作が行われるものとする。
図2は、図1の実施例のセンシングシステムの動作フローを示す図である。無線センサ端末101とデータ収集・分析装置102のそれぞれの動作を順に説明する。
図3Aは、このセンシングシステムを、ポンプや切削加工装置等の工場設備の稼動状態を振動センサにより取得するシステムとして適用した場合を例として、システムの動作を具体的に説明する模式図である。
図1を再度参照して、システムの動作を具体的に説明する。先に述べたように、初期状態(S201〜S202)では振動センサ2で収集したデータを、高分解能、高サンプリング周波数に設定したアナログデジタル変換器でデジタル信号に変換し、測定データ301としてデータ収集・分析装置102に送信する。高分解能(例えば16bit)、高サンプリング周波数(例えば1MHz)であるため、未知のセンサ信号にも対応し、信号全体を取得することができるが消費電力は大きい。そのため、測定のための消費電力が大きいので、測定や送信の頻度は小さい(例えば1時間に1回)。
図3の説明では、特徴周波数を抽出した後は定常状態として、単一の測定パラメータで測定し、データをデータ収集・分析装置102に送信することにしたが、複数のパラメータで測定してもよい。また、例えば異常を検知した際には、初期状態にパラメータを戻して詳細なデータを収集しても良い。
102 データ収集・分析装置
Claims (15)
- 物理量を電気信号に変換して測定するセンサと、
前記電気信号に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路と、
前記デジタル信号に基づくデータを無線送信する送信機と、
外部から無線送信されてくるコマンドを受信する受信機と、
前記コマンドに基づいて、前記アナログデジタル変換回路を制御する制御部と、
を備える無線センサ端末。 - 前記制御部は、
前記コマンドに基づいて、前記アナログデジタル変換回路の分解能を制御する、
請求項1記載の無線センサ端末。 - 前記制御部は、
初期状態においては、前記アナログデジタル変換回路の分解能を第1の分解能に設定し、
前記コマンドを受信した後に、前記アナログデジタル変換回路の分解能を、前記第1の分解能より低い第2の分解能に設定して、定常状態に移行させる、
請求項2記載の無線センサ端末。 - 前記制御部は、
前記送信機による、前記定常状態における送信頻度が、前記初期状態における送信頻度よりも大きくなるように制御する、
請求項3記載の無線センサ端末。 - 前記制御部は、
前記コマンドに基づいて、前記アナログデジタル変換回路のサンプリング周波数を制御する、
請求項1記載の無線センサ端末。 - 前記制御部は、
初期状態においては、前記アナログデジタル変換回路のサンプリング周波数を第1の周波数に設定し、
前記コマンドを受信した後に、前記アナログデジタル変換回路のサンプリング周波数を、前記第1の周波数より低い第2の周波数に設定して、定常状態に移行させる、
請求項5記載の無線センサ端末。 - 前記制御部は、
前記送信機による、前記定常状態における送信頻度が、前記初期状態における送信頻度よりも大きくなるように制御する、
請求項6記載の無線センサ端末。 - 無線センサ端末およびデータ収集・分析装置を備える無線センサシステムであって、
前記無線センサ端末は、
物理量を電気信号に変換して測定するセンサと、
前記電気信号に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路と、
前記デジタル信号に基づくデータを前記データ収集・分析装置に無線送信する送信機と、
前記データ収集・分析装置から無線送信されてくるコマンドを受信する受信機と、
前記コマンドに基づいて、前記アナログデジタル変換回路を制御する制御部と、
を備える無線センサシステム。 - 前記制御部は、
前記コマンドに基づいて、前記アナログデジタル変換回路の分解能を制御する、
請求項8記載の無線センサシステム。 - 前記制御部は、
初期状態においては、前記アナログデジタル変換回路の分解能を第1の分解能に設定し、
前記コマンドを受信した後に、前記アナログデジタル変換回路の分解能を、前記第1の分解能より低い第2の分解能に設定して、定常状態に移行させる、
請求項9記載の無線センサシステム。 - 前記制御部は、
前記送信機による、前記定常状態における送信頻度が、前記初期状態における送信頻度よりも大きくなるように制御する、
請求項10記載の無線センサシステム。 - 前記制御部は、
前記コマンドに基づいて、前記アナログデジタル変換回路のサンプリング周波数を制御する、
請求項8記載の無線センサシステム。 - 前記制御部は、
初期状態においては、前記アナログデジタル変換回路のサンプリング周波数を第1の周波数に設定し、
前記コマンドを受信した後に、前記アナログデジタル変換回路のサンプリング周波数を、前記第1の周波数より低い第2の周波数に設定して、定常状態に移行させる、
請求項12記載の無線センサシステム。 - 前記制御部は、
前記送信機による、前記定常状態における送信頻度が、前記初期状態における送信頻度よりも大きくなるように制御する、
請求項13記載の無線センサシステム。 - 無線センサ端末およびデータ収集・分析装置を備える無線センサシステムにおける、センサデータ収集方法であって、
前記無線センサ端末は、
物理量を電気信号に変換して測定するセンサと、
前記電気信号に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路と、
前記デジタル信号に基づくデータを前記データ収集・分析装置に無線送信する送信機と、
前記データ収集・分析装置から無線送信されてくるコマンドを受信する受信機と、
前記コマンドに基づいて、前記アナログデジタル変換回路を制御する制御部と、
を備え、
前記無線センサ端末は、
初期モードにおいては、
前記アナログデジタル変換回路の分解能を第1の分解能に設定し、かつ、前記アナログデジタル変換回路のサンプリング周波数を第1の周波数に設定し、アナログデジタル変換された前記デジタル信号に基づくデータを、前記データ収集・分析装置に無線送信する第1のステップと、
前記データ収集・分析装置から無線送信されてくるコマンドを受信する第2のステップと、
前記コマンドに基づいて、前記アナログデジタル変換回路の分解能を前記第1の分解能より低い第2の分解能に設定し、かつ、前記アナログデジタル変換回路のサンプリング周波数を前記第1の周波数より低い第2の周波数に設定して定常モードに移行する第3のステップを実行し、
前記定常モードにおいては、
前記アナログデジタル変換回路でアナログデジタル変換された前記デジタル信号に基づくデータを、前記データ収集・分析装置に無線送信する第4のステップを実行し、
前記第1のステップにおける無線送信頻度は、前記第4のステップにおける無線送信頻度よりも小さい、センサデータ収集方法。
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