JP2018063268A5 - - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は検知システム及び検知方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a detection system and a detection method.
プレストレストコンクリートのシース内のグラウトに、工事不良等により空隙があると、その箇所のＰＣケーブル（プレストレストコンクリート（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）ケーブル）の破断が起こることがある。このＰＣケーブルの破断時に発生する音は、ＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）センサにより検知することが可能である。また破断後しばらくの間、ケーブルとグラウトとが滑って再定着する際の摩擦音等も、ＡＥセンサにより検知することができる。 If there is a gap in the grout in the sheath of the prestressed concrete due to poor construction or the like, the PC cable (prestressed concrete cable) at that point may break. The sound generated when the PC cable is broken can be detected by an AE (Acoustic Emission) sensor. Further, for a while after the breakage, a friction sound or the like when the cable and the grout slip and re-fix can be detected by the AE sensor.
しかしながら従来の技術では、プレストレストコンクリート内のＰＣケーブルの破断が、いつ起こるかわからない一瞬の事象であり、ＰＣケーブルが安定な状態に再定着した後は、プレストレストコンクリートの強度が低下していることを示す異常が検出されないので、ＡＥセンサを常に稼働させておく必要があった。 However, in the conventional technology, the breakage of the PC cable in the prestressed concrete is an instantaneous event that does not know when it occurs, and after the PC cable is re-established in a stable state, the strength of the prestressed concrete is reduced. Since the abnormalities shown were not detected, it was necessary to keep the AE sensor operating at all times.
実施形態の検知システムは、複数のセンサノードと、センサモジュールと、を備える。複数のセンサノードは、プレストレストコンクリートから発生する弾性波を検知し、検知された弾性波を検知信号に変換する。センサモジュールは、前記複数のセンサノードに接続され、前記検知信号を受信する。前記複数のセンサノードは、稼働状態のセンサノードと、前記稼働状態よりも消費電力を抑えた休止状態のセンサノードと、を含む。前記稼働状態のセンサノードは、前記プレストレストコンクリート内のＰＣ（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）ケーブルの破断により発生する第１弾性波を検知し、検知された前記第１弾性波を第１検知信号に変換する。前記センサモジュールは、前記第１検知信号の大きさが第１閾値以上である場合、前記休止状態のセンサノードを前記稼働状態にする。前記休止状態から前記稼働状態にされたセンサノードは、前記第１弾性波の発生後に更に発生する第２弾性波を検知し、検知された前記第２弾性波を第２検知信号に変換する。 The detection system of the embodiment includes a plurality of sensor nodes and a sensor module. The plurality of sensor nodes detect an elastic wave generated from the prestressed concrete and convert the detected elastic wave into a detection signal. The sensor module is connected to the plurality of sensor nodes and receives the detection signal. Wherein the plurality of sensor nodes includes a sensor nodes Health, and a sensor nodes quiescent state suppressing power consumption than the operating status. The sensor node in the operating state detects a first elastic wave generated by breakage of a PC (pressed concrete) cable in the prestressed concrete, and converts the detected first elastic wave into a first detection signal. When the magnitude of the first detection signal is greater than or equal to a first threshold, the sensor module sets the sensor node in the dormant state to the operating state. The sensor node that has been changed from the resting state to the operating state detects a second elastic wave that is further generated after the generation of the first elastic wave, and converts the detected second elastic wave into a second detection signal.
以下に添付図面を参照して、検知システム及び検知方法の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a detection system and a detection method will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
はじめに、プレストレストコンクリートの特徴について説明する。 First, the characteristics of prestressed concrete will be described.
図１はポストテンション方式のプレストレストコンクリート２１の説明図である。プレストレストコンクリート２１は、コンクリート内部に、鉄筋２２及びシース２３を備える。シース２３内には、ＰＣケーブルがグラウトにより固定されている。このＰＣケーブルにより、プレストレストコンクリート２１に所定の圧縮力が付与される。これによりプレストレストコンクリート２１が荷重を受けたときに生じる応力を打ち消すことができるので、プレストレストコンクリート２１にひび割れが生じないようにすることができる。 FIG. 1 is an explanatory view of a post-tension type prestressed concrete 21. The prestressed concrete 21 includes a reinforcing bar 22 and a sheath 23 inside the concrete. A PC cable is fixed in the sheath 23 by a grout. A predetermined compressive force is applied to the prestressed concrete 21 by the PC cable. As a result, the stress generated when the prestressed concrete 21 receives a load can be canceled out, so that the prestressed concrete 21 can be prevented from cracking.
ここでグラウトの充填不足等によりシース２３内に空隙があると、ＰＣケーブルの腐食や破断等が起こり易くなる。プレストレストコンクリート２１の表面にＡＥセンサを配置することにより、ＰＣケーブルの破断時の音波を検知することができる。具体的には、ＡＥセンサはプレストレストコンクリート２１から発生する音波を検知し、検知された音波を電気信号に変換する。以下、この電気信号をＡＥ信号（検知信号）という。 Here, if there is a gap in the sheath 23 due to insufficient grout filling or the like, the PC cable is likely to be corroded or broken. By disposing the AE sensor on the surface of the prestressed concrete 21, it is possible to detect sound waves when the PC cable is broken. Specifically, the AE sensor detects a sound wave generated from the prestressed concrete 21, and converts the detected sound wave into an electrical signal. Hereinafter, this electric signal is referred to as an AE signal (detection signal).
またプレストレストコンクリート２１の表面にＡＥセンサを複数置くことにより、信号分析の信頼性を上げたり、音波の到達時刻の差等から、ＰＣケーブルの破断位置を特定したりすることができる。 Further, by placing a plurality of AE sensors on the surface of the prestressed concrete 21, it is possible to increase the reliability of signal analysis and to specify the break position of the PC cable from the difference in the arrival time of sound waves.
しかしながらＰＣケーブルの破断後は、プレストレストコンクリート２１の強度が弱まるものの、プレストレストコンクリート２１が安定な状態に落ち着くので、後から破断が起こったかどうかをＡＥセンサにより測定することは困難である。したがってＰＣケーブルの破断の瞬間を捉えるには、ＡＥセンサを常に稼働させておく必要がある。 However, after the PC cable breaks, although the strength of the prestressed concrete 21 is weakened, the prestressed concrete 21 settles in a stable state, so it is difficult to measure whether or not the breakage has occurred later with an AE sensor. Therefore, in order to capture the moment when the PC cable breaks, it is necessary to keep the AE sensor in operation.
一方、インフラのモニタリングシステムは、長期間にわたって自律的に稼働することが求められるため、消費電力を抑えることが重要である。省電力のために、一定の間隔で間欠的にセンサを起動させるような運用をした場合、ＰＣケーブルの破断の瞬間を逃す可能性が高い。 On the other hand, since an infrastructure monitoring system is required to operate autonomously for a long period of time, it is important to suppress power consumption. In order to save power, if the sensor is operated intermittently at regular intervals, there is a high possibility of missing the moment when the PC cable breaks.
しかしながらプレストレストコンクリート２１の場合、ＰＣケーブルが破断した後、ＰＣケーブルがシース２３内のグラウトと、安定な状態で再定着する際に、グラウトとの間で摩擦音等を発生する。この際の音はＡＥセンサにより検出可能である。 However, in the case of the prestressed concrete 21, after the PC cable is broken, when the PC cable is re-fixed in a stable state with the grout in the sheath 23, a friction sound or the like is generated between the grout and the grout. The sound at this time can be detected by the AE sensor.
図２はＰＣケーブル破断時のＡＥ信号発生数の例を示す図である。図２下部のグラフは、図２上部のグラフにより示された破断の瞬間から３０秒経過するまでの領域を拡大したグラフである。図２に示すように、ＡＥセンサは、破断の瞬間から３０秒〜１分に渡り、音波（ＡＥ波）をＡＥ信号として検知することができる。ＡＥセンサが、このＡＥ信号を拾うことにより破断が生じたかどうかを判断することが可能である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the number of AE signals generated when a PC cable is broken. The lower graph in FIG. 2 is an enlarged graph of a region from the moment of fracture indicated by the upper graph in FIG. 2 until 30 seconds elapses. As shown in FIG. 2, the AE sensor can detect a sound wave (AE wave) as an AE signal for 30 seconds to 1 minute from the moment of fracture. The AE sensor can determine whether a break has occurred by picking up this AE signal.
次に上述の図２に示す事象を利用した実施形態の検知システム１について説明する。 Next, the detection system 1 of the embodiment using the event shown in FIG. 2 will be described.
図３は実施形態の検知システム１の構成の例を示す図である。検知システム１は、センサモジュール１０−１、センサノード１１ａ−１、センサノード１１ｂ−１、センサノード１１ｃ−１、センサノード１１ｄ−１、センサモジュール１０−２、センサノード１１ａ−２、センサノード１１ｂ−２、センサノード１１ｃ−２、センサノード１１ｄ−２、・・・、及び、センサモジュール１０−ｎ、センサノード１１ａ−ｎ、センサノード１１ｂ−ｎ、センサノード１１ｃ−ｎ、センサノード１１ｄ−ｎを備える。 Drawing 3 is a figure showing an example of composition of detection system 1 of an embodiment. The detection system 1 includes a sensor module 10-1, a sensor node 11a-1, a sensor node 11b-1, a sensor node 11c-1, a sensor node 11d-1, a sensor module 10-2, a sensor node 11a-2, and a sensor node 11b. -2, sensor node 11c-2, sensor node 11d-2, ..., and sensor module 10-n, sensor node 11a-n, sensor node 11b-n, sensor node 11c-n, sensor node 11d-n Is provided.
以下、センサモジュール１０−１、センサモジュール１０−２、・・・、及び、センサモジュール１０−ｎを区別しない場合、単にセンサモジュール１０という。同様に、センサノード１１ａ−１、センサノード１１ｂ−１、センサノード１１ｃ−１、センサノード１１ｄ−１、センサノード１１ａ−２、センサノード１１ｂ−２、センサノード１１ｃ−２、センサノード１１ｄ−２、・・・、及び、センサノード１１ａ−ｎ、センサノード１１ｂ−ｎ、センサノード１１ｃ−ｎ、センサノード１１ｄ−ｎを区別しない場合、単にセンサノード１１という。 Hereinafter, when the sensor module 10-1, the sensor module 10-2,..., And the sensor module 10-n are not distinguished, they are simply referred to as the sensor module 10. Similarly, sensor node 11a-1, sensor node 11b-1, sensor node 11c-1, sensor node 11d-1, sensor node 11a-2, sensor node 11b-2, sensor node 11c-2, sensor node 11d-2 ,... And sensor node 11a-n, sensor node 11b-n, sensor node 11c-n, and sensor node 11d-n are simply referred to as sensor node 11.
センサモジュール１０はセンサノード１１からＡＥ信号（検知信号）を受信し、ＡＥ信号に基づく処理を行う装置である。センサノード１１はプレストレストコンクリート２１から発生する音波を検知し、検知された音波をＡＥ信号に変換する。センサノード１１は、例えばプレストレストコンクリート２１の表面に設置される圧電素子センサである。 The sensor module 10 is an apparatus that receives an AE signal (detection signal) from the sensor node 11 and performs processing based on the AE signal. The sensor node 11 detects a sound wave generated from the prestressed concrete 21 and converts the detected sound wave into an AE signal. The sensor node 11 is a piezoelectric element sensor installed on the surface of the prestressed concrete 21, for example.
なおセンサモジュール１０の数ｎは任意でよい。またセンサモジュール１０に接続されるセンサノード１１の数は４つに限られず任意でよい。またセンサモジュール１０に接続されるセンサノード１１の数は、センサモジュール１０毎に異なっていてもよい。 The number n of sensor modules 10 may be arbitrary. The number of sensor nodes 11 connected to the sensor module 10 is not limited to four and may be arbitrary. Further, the number of sensor nodes 11 connected to the sensor module 10 may be different for each sensor module 10.
ここで検知システム１、センサモジュール１０及びセンサノード１１の電力供給状態について説明する。 Here, the power supply states of the detection system 1, the sensor module 10, and the sensor node 11 will be described.
図４は実施形態の電力供給状態の例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a power supply state according to the embodiment.
まずセンサノード１１の電力供給状態について説明する。センサノード１１の電力供給状態には、稼働状態及び休止状態がある。稼働状態はセンサノード１１が稼働している状態である。すなわちセンサノード１１がプレストレストコンクリート２１から発生する音波を測定（検知）している状態である。休止状態はセンサノード１１が休止している状態である。すなわちセンサノード１１がプレストレストコンクリート２１から発生する音波を測定（検知）せずに、稼働状態よりも消費電力を抑えた休止状態から、稼働状態に復帰する復帰信号待ちの状態である。 First, the power supply state of the sensor node 11 will be described. The power supply state of the sensor node 11 includes an operation state and a hibernation state. The operating state is a state where the sensor node 11 is operating. That is, the sensor node 11 is measuring (detecting) a sound wave generated from the prestressed concrete 21. The dormant state is a state where the sensor node 11 is dormant. That is, the sensor node 11 does not measure (detect) sound waves generated from the prestressed concrete 21, and is in a state of waiting for a return signal to return to the operating state from the resting state in which the power consumption is suppressed compared to the operating state.
次にセンサモジュール１０の電力供給状態について説明する。センサモジュール１０の電力供給状態には、第１稼働状態、第２稼働状態及び休止状態がある。第１稼働状態は、センサモジュール１０に接続されているセンサノード１１のうち、一部のセンサノード１１が動作し、その他のセンサノード１１は休止している状態である。第２稼働状態は、センサモジュール１０に接続されているセンサノード１１のうち、全てのセンサノード１１が動作している状態である。休止状態は、センサモジュール１０に接続されているセンサノード１１が全て休止している状態である。センサモジュール１０内部の第１稼働状態、第２稼働状態及び休止状態の電力供給状態の詳細については後述する。 Next, the power supply state of the sensor module 10 will be described. The power supply state of the sensor module 10 includes a first operation state, a second operation state, and a hibernation state. The first operating state is a state in which some of the sensor nodes 11 connected to the sensor module 10 are operating and the other sensor nodes 11 are inactive. The second operating state is a state in which all the sensor nodes 11 among the sensor nodes 11 connected to the sensor module 10 are operating. The dormant state is a state where all the sensor nodes 11 connected to the sensor module 10 are dormant. Details of the first operating state, the second operating state, and the resting power supply state inside the sensor module 10 will be described later.
次に検知システム１の電力供給状態について説明する。検知システム１の電力供給状態には、第１稼働状態及び第２稼働状態がある。第１稼働状態は、一部のセンサモジュール１０が第１稼働状態であり、その他のセンサモジュール１０が休止状態であり、一部のセンサノード１１が稼働状態であり、その他のセンサノード１１が休止状態である電力供給状態である。第２稼働状態は、全てのセンサモジュール１０が第２稼働状態であり、全てのセンサノード１１が稼働状態である電力供給状態である。 Next, the power supply state of the detection system 1 will be described. The power supply state of the detection system 1 includes a first operating state and a second operating state. In the first operation state, some sensor modules 10 are in the first operation state, other sensor modules 10 are in the inactive state, some sensor nodes 11 are in the active state, and other sensor nodes 11 are in the inactive state. This is a power supply state that is a state. The second operating state is a power supply state in which all the sensor modules 10 are in the second operating state and all the sensor nodes 11 are in the operating state.
なお上述のセンサモジュール１０及びセンサノード１１の休止状態の消費電力は、稼働状態よりも抑えた消費電力であれば任意でよい。休止状態の消費電力は、例えば０でもよい。すなわち実施形態の説明において休止状態は停止状態を含む。 Note that the power consumption in the resting state of the sensor module 10 and the sensor node 11 described above may be arbitrary as long as the power consumption is suppressed as compared with the operating state. The power consumption in the hibernation state may be 0, for example. That is, in the description of the embodiment, the pause state includes a stop state.
次に実施形態のセンサモジュール１０の構成の例について説明する。 Next, an example of the configuration of the sensor module 10 of the embodiment will be described.
図５は実施形態のセンサモジュール１０の構成の例を示す図である。センサモジュール１０は、センサノード１１ａ、センサノード１１ｂ、センサノード１１ｃ、及び、センサノード１１ｄと接続されている。センサモジュール１０は、比較部１２、通信部１３、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１４ａ、ＡＦＥ１４ｂ、ＡＦＥ１４ｃ、ＡＦＥ１４ｄ、演算部１５及び電源部１６を備える。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the sensor module 10 according to the embodiment. The sensor module 10 is connected to a sensor node 11a, a sensor node 11b, a sensor node 11c, and a sensor node 11d. The sensor module 10 includes a comparison unit 12, a communication unit 13, an AFE (Analog Front End) 14 a, AFE 14 b, AFE 14 c, AFE 14 d, a calculation unit 15, and a power supply unit 16.
以下、ＡＦＥ１４ａ、ＡＦＥ１４ｂ、ＡＦＥ１４ｃ及びＡＦＥ１４ｄを区別しない場合、単にＡＦＥ１４という。 Hereinafter, when the AFE 14a, AFE 14b, AFE 14c, and AFE 14d are not distinguished, they are simply referred to as AFE 14.
なおセンサノード１１、比較部１２、ＡＦＥ１４及び演算部１５は、センサモジュール１０の電力供給状態（第１稼働状態、第２稼働状態及び休止状態）に応じて、稼働状態又は休止状態で動作する。 Note that the sensor node 11, the comparison unit 12, the AFE 14, and the calculation unit 15 operate in the operating state or the hibernating state according to the power supply state (the first operating state, the second operating state, and the hibernating state) of the sensor module 10.
稼働状態のセンサノード１１は、プレストレストコンクリート２１から発生する音波を検知し、検知された音波をＡＥ信号（検知信号）に変換する。 The sensor node 11 in the operating state detects sound waves generated from the prestressed concrete 21 and converts the detected sound waves into AE signals (detection signals).
稼働状態のセンサノード１１は、演算部１５が稼働していないとき（センサモジュール１０が第１稼働状態のとき）、ＡＥ信号を比較部１２に送信する。また稼働状態のセンサノード１１は、演算部１５が稼働しているとき（センサモジュール１０が第２稼働状態のとき）、ＡＥ信号をＡＦＥ１４に送信する。 The sensor node 11 in the operating state transmits an AE signal to the comparing unit 12 when the computing unit 15 is not operating (when the sensor module 10 is in the first operating state). The sensor node 11 in the operating state transmits an AE signal to the AFE 14 when the calculation unit 15 is operating (when the sensor module 10 is in the second operating state).
休止状態のセンサノード１１は、演算部１５が復帰信号を受信するまで待機する。休止状態のセンサノード１１の電力供給状態は、演算部１５が復帰信号を受信すると稼働状態に移行する。 The sensor node 11 in the dormant state waits until the calculation unit 15 receives the return signal. The power supply state of the sensor node 11 in the dormant state shifts to the operating state when the calculation unit 15 receives the return signal.
なおＰＣケーブルの破断に起因する一連のＡＥ信号が、３０秒〜１分程度続くのに対して、復帰信号により休止状態のセンサノード１１が復帰するまでの時間はミリ秒オーダーである。そのため破断後にセンサノード１１を復帰させても、ＡＥ信号を検知することができる。 Note that a series of AE signals caused by the breakage of the PC cable continues for about 30 seconds to 1 minute, whereas the time until the sensor node 11 in the dormant state is returned by the return signal is on the order of milliseconds. Therefore, the AE signal can be detected even if the sensor node 11 is returned after the break.
休止状態から稼働状態に復帰したセンサノード１１は、復帰してから第３閾値以上の時間が経過すると再び休止する。なお第３閾値は任意でよい。第３閾値は、例えば３０秒〜１分である。 The sensor node 11 that has returned from the resting state to the operating state rests again when a time equal to or greater than the third threshold has elapsed since returning. The third threshold value may be arbitrary. The third threshold is, for example, 30 seconds to 1 minute.
比較部１２は、センサモジュール１０が第１稼働状態のとき、センサノード１１からＡＥ信号を受け付ける。比較部１２はＡＥ信号の大きさが第１閾値以上であるか否かを比較する。比較部１２は、ＡＥ信号の大きさが第１閾値以上である場合、休止状態のセンサモジュール１０及び休止状態のセンサノード１１を復帰する復帰信号の送信を、通信部１３に要求する。 The comparison unit 12 receives an AE signal from the sensor node 11 when the sensor module 10 is in the first operating state. The comparison unit 12 compares whether or not the magnitude of the AE signal is greater than or equal to the first threshold value. When the magnitude of the AE signal is equal to or greater than the first threshold value, the comparison unit 12 requests the communication unit 13 to transmit a return signal for returning the sensor module 10 in the dormant state and the sensor node 11 in the dormant state.
通信部１３は他の機能ブロック又は他の装置と通信する。例えばセンサモジュール１０が第１稼働状態の通信部１３は、比較部１２から復帰信号の送信を要求された場合、演算部１５と、休止状態の他のセンサモジュール１０の通信部１３と、に復帰信号を送信する。休止状態の他のセンサモジュール１０の通信部１３は、復帰信号を受信すると、復帰信号を演算部１５に入力する。なお通信部１３の通信方式は、有線でも無線でもよい。 The communication unit 13 communicates with other functional blocks or other devices. For example, when the communication unit 13 in which the sensor module 10 is in the first operating state is requested to transmit a return signal from the comparison unit 12, the communication unit 13 returns to the calculation unit 15 and the communication units 13 of the other sensor modules 10 in the dormant state. Send a signal. When the communication unit 13 of the other sensor module 10 in the dormant state receives the return signal, the communication unit 13 inputs the return signal to the calculation unit 15. Note that the communication method of the communication unit 13 may be wired or wireless.
ＡＦＥ１４は、センサモジュール１０が第２稼働状態のとき、センサノード１１からＡＥ信号を受け付ける。ＡＦＥ１４はＡＥ信号を調整する。ＡＦＥ１４の調整は、例えばＡＥ信号の増幅、及び、ＡＥ信号の雑音成分の除去等である。ＡＦＥ１４は調整されたＡＥ信号を演算部１５に入力する。以下、本実施形態の説明では、調整されたＡＥ信号と、ＡＥ信号との間に本質的な差異はないので、簡単のため、ＡＦＥ１４から出力された信号も単にＡＥ信号という。 The AFE 14 receives an AE signal from the sensor node 11 when the sensor module 10 is in the second operating state. The AFE 14 adjusts the AE signal. The adjustment of the AFE 14 is, for example, amplification of the AE signal and removal of noise components of the AE signal. The AFE 14 inputs the adjusted AE signal to the calculation unit 15. Hereinafter, in the description of the present embodiment, there is no essential difference between the adjusted AE signal and the AE signal. Therefore, for the sake of simplicity, the signal output from the AFE 14 is also simply referred to as the AE signal.
演算部１５は演算等の処理を行う。演算部１５は、例えばＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。演算部１５は、例えばセンサモジュール１０が第２稼働状態のとき、ＡＦＥ１４からＡＥ信号を受け付ける。演算部１５はＡＥ信号に所定の演算を行い、演算結果に基づく所定のパラメータ又は警告を、通信部１３を介して後述のサーバ装置に送信する。 The calculation unit 15 performs processing such as calculation. The calculation unit 15 is, for example, an MPU (Micro Processing Unit). For example, when the sensor module 10 is in the second operating state, the calculation unit 15 receives an AE signal from the AFE 14. The calculation unit 15 performs a predetermined calculation on the AE signal, and transmits a predetermined parameter or warning based on the calculation result to a server device described later via the communication unit 13.
図６は実施形態の所定の演算の例を示す図である。図６は演算部１５がＡＥ信号の発生数をカウントし、発生数に基づく演算を行う場合の例を示す。演算部１５は、ＡＥ信号の発生数（ＡＥカウント）を、例えばＡＥ波形の振幅が所定の変位を超えた回数によりカウントする。演算部１５はカウントの開始から、所定の時間までの発生数が第４閾値以上であるか否かを判定する。図６の例では、第４閾値は２５０である。また所定の時間は、例えば３０秒〜６０秒である。演算部１５はカウントの開始から所定の時間までの発生数が第４閾値以上である場合、ＡＥ信号の発生数の合計が、第４閾値に達するまで（点Ｐの位置まで）の推移を示す測定推移曲線４１と、図２に例示したＰＣケーブル破断時のＡＥ信号の発生数の合計から作成される破断時推移曲線と、が類似するか否かを判定する。演算部１５は、類似する場合、通信部１３を介して後述のサーバ装置に警告を送信する。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a predetermined calculation according to the embodiment. FIG. 6 shows an example in which the calculation unit 15 counts the number of occurrences of the AE signal and performs calculation based on the number of occurrences. The computing unit 15 counts the number of AE signals generated (AE count) based on the number of times that the amplitude of the AE waveform exceeds a predetermined displacement, for example. The computing unit 15 determines whether or not the number of occurrences from the start of counting to a predetermined time is equal to or greater than a fourth threshold value. In the example of FIG. 6, the fourth threshold is 250. The predetermined time is, for example, 30 to 60 seconds. When the number of occurrences from the start of counting to a predetermined time is equal to or greater than the fourth threshold value, the calculation unit 15 shows a transition until the total number of AE signal occurrences reaches the fourth threshold value (up to the position of the point P). It is determined whether or not the measurement transition curve 41 is similar to the break transition curve created from the total number of AE signals generated when the PC cable is broken as illustrated in FIG. If similar, the calculation unit 15 transmits a warning to a server device described later via the communication unit 13.
なお発生数に基づく演算は上記に限られない。演算部１５は、例えば第４閾値の判定を行わずに、所定の時間内の発生数に基づく測定推移曲線４１及び破断時推移曲線が類似するか否かを判定してもよい。また演算部１５は、例えばＡＥ信号の発生数の合計の遷移ではなく、所定の時間内のＡＥ信号の発生数の遷移が類似するか否かを判定してもよい。 The calculation based on the number of occurrences is not limited to the above. For example, the calculation unit 15 may determine whether the measurement transition curve 41 based on the number of occurrences within a predetermined time and the transition curve at break are similar without determining the fourth threshold. The calculation unit 15 may determine whether the transition of the number of AE signal occurrences within a predetermined time is similar, for example, instead of the total transition of the number of AE signal generations.
また演算部１５の処理は、ＡＥ信号の発生数のカウントに限られない。例えば演算部１５はＡＥ波形から所定のパラメータを抽出する処理をしてもよい。所定のパラメータは、例えばＡＥ信号の周波数、ＡＥ信号のエネルギー、及び、ＡＥ波の持続時間等を示すパラメータ等である。 The processing of the calculation unit 15 is not limited to counting the number of occurrences of AE signals. For example, the calculation unit 15 may perform processing for extracting a predetermined parameter from the AE waveform. The predetermined parameters are, for example, parameters indicating the frequency of the AE signal, the energy of the AE signal, the duration of the AE wave, and the like.
図５に戻り、また演算部１５は、検知システム１が第１稼働状態で動作するときに、稼働状態にするセンサノード１１を決定する。稼働状態にするセンサノード１１を決定する方法の詳細については後述する。 Returning to FIG. 5, the calculation unit 15 determines the sensor node 11 to be in the operating state when the detection system 1 operates in the first operating state. Details of the method for determining the sensor node 11 to be in the operating state will be described later.
また演算部１５は、復帰信号を受け付けた場合、センサモジュール１０及びセンサノード１１の電力供給状態を変更する。演算部１５は、例えば電源ライン上のスイッチを制御することにより、センサモジュール１０及びセンサノード１１の電力供給状態を変更する。 In addition, when receiving the return signal, the calculation unit 15 changes the power supply state of the sensor module 10 and the sensor node 11. The computing unit 15 changes the power supply state of the sensor module 10 and the sensor node 11 by controlling a switch on the power supply line, for example.
電源部１６はセンサノード１１、比較部１２、通信部１３、ＡＦＥ１４及び演算部１５に接続されている。電源部１６は、例えば振動発電及び太陽発電等の環境発電モジュール、並びに、電池等である。センサモジュール１０が、休止状態、第１稼働状態及び第２稼働状態である場合の電力供給状態について説明する。 The power supply unit 16 is connected to the sensor node 11, the comparison unit 12, the communication unit 13, the AFE 14, and the calculation unit 15. The power supply unit 16 is, for example, an energy harvesting module such as vibration power generation and solar power generation, and a battery. The power supply state when the sensor module 10 is in the sleep state, the first operation state, and the second operation state will be described.
＜センサモジュール１０が休止状態の場合＞
電源部１６は、復帰信号を受信する通信部１３が稼働状態で動作するように電力を供給する。このとき電源部１６は、センサノード１１、比較部１２、ＡＦＥ１４及び演算部１５には、休止状態で動作するように電力を供給する。電源部１６は、演算部１５が、通信部１３を介して、他のセンサモジュール１０から復帰信号を受信したとき、センサモジュール１０が第２稼働状態で動作するように電力を供給する。
<When the sensor module 10 is in a dormant state>
The power supply unit 16 supplies power so that the communication unit 13 that receives the return signal operates in an operating state. At this time, the power supply unit 16 supplies power to the sensor node 11, the comparison unit 12, the AFE 14, and the calculation unit 15 so as to operate in a dormant state. When the calculation unit 15 receives a return signal from another sensor module 10 via the communication unit 13, the power supply unit 16 supplies power so that the sensor module 10 operates in the second operating state.
＜センサモジュール１０が第１稼働状態の場合＞
電源部１６は、比較部１２、通信部１３、及び、自身に接続された稼働状態のセンサノード１１に電力を供給する。このとき電源部１６は、ＡＦＥ１４、演算部１５、及び、自身に接続された休止状態のセンサノード１１には、休止状態で動作するように電力を供給する。なお、このとき電源部１６は、ＡＦＥ１４、演算部１５、及び、自身に接続された稼働状態以外のセンサノード１１に電力を供給しなくてもよい。センサモジュール１０を第１稼働状態で動作させることにより、検知システム１を長期間、運用させることが可能になる。電源部１６は、演算部１５が復帰信号を受信したとき、センサモジュール１０が第２稼働状態で動作するように電力を供給する。
<When the sensor module 10 is in the first operating state>
The power supply unit 16 supplies power to the comparison unit 12, the communication unit 13, and the operating sensor node 11 connected to the power supply unit 16. At this time, the power supply unit 16 supplies power to the AFE 14, the calculation unit 15, and the sensor node 11 in the dormant state connected to the AFE 14 so as to operate in the dormant state. At this time, the power supply unit 16 may not supply power to the AFE 14, the calculation unit 15, and the sensor node 11 other than the operating state connected to itself. By operating the sensor module 10 in the first operating state, the detection system 1 can be operated for a long time. When the calculation unit 15 receives the return signal, the power supply unit 16 supplies power so that the sensor module 10 operates in the second operating state.
＜センサモジュール１０が第２稼働状態の場合＞
電源部１６は、センサノード１１、比較部１２、通信部１３、ＡＦＥ１４及び演算部１５に稼働状態で動作するように電力を供給する。
<When the sensor module 10 is in the second operating state>
The power supply unit 16 supplies power to the sensor node 11, the comparison unit 12, the communication unit 13, the AFE 14, and the calculation unit 15 so as to operate in the operating state.
次に実施形態の検知システム１の電力供給状態の遷移の例について説明する。 Next, an example of transition of the power supply state of the detection system 1 of the embodiment will be described.
図７は実施形態の検知システム１の電力供給状態の遷移の例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of transition of the power supply state of the detection system 1 according to the embodiment.
図７（ａ）は検知システム１が第１稼働状態である場合の例を示す。センサノード１１ａ−１は稼働状態である。センサノード１１ａ−１以外のセンサノード１１は休止状態である。またセンサモジュール１０−１は第１稼働状態である。センサモジュール１０−１以外のセンサモジュール１０は休止状態である。 Fig.7 (a) shows the example in case the detection system 1 is a 1st operation state. The sensor node 11a-1 is in an operating state. The sensor nodes 11 other than the sensor node 11a-1 are in a dormant state. The sensor module 10-1 is in the first operating state. The sensor modules 10 other than the sensor module 10-1 are in a dormant state.
図７（ｂ）はセンサモジュール１０−１が復帰信号を送信する場合の例を示す。センサモジュール１０−１の通信部１３は、比較部１２がセンサノード１１ａ−１から受信したＡＥ信号の大きさが第１閾値以上である場合、演算部１５と、休止状態の他のセンサモジュール１０の通信部１３と、に復帰信号を送信する。休止状態の他のセンサモジュール１０の通信部１３は、復帰信号を受信すると、復帰信号を演算部１５に入力する。これにより検知システム１の電力供給状態が第１稼働状態から第２稼働状態に遷移する。 FIG. 7B shows an example when the sensor module 10-1 transmits a return signal. When the magnitude of the AE signal received by the comparison unit 12 from the sensor node 11a-1 is equal to or greater than the first threshold, the communication unit 13 of the sensor module 10-1 and the other sensor modules 10 in the dormant state A return signal is transmitted to the communication unit 13. When the communication unit 13 of the other sensor module 10 in the dormant state receives the return signal, the communication unit 13 inputs the return signal to the calculation unit 15. As a result, the power supply state of the detection system 1 transitions from the first operating state to the second operating state.
図７（ｃ）は検知システム１が第２稼働状態である場合の例を示す。全てのセンサノード１１は稼働状態である。また全てのセンサモジュール１０は第２稼働状態である。 FIG.7 (c) shows the example in case the detection system 1 is a 2nd operation state. All the sensor nodes 11 are in an operating state. All the sensor modules 10 are in the second operating state.
図７（ｄ）は検知システム１が第２稼働状態から第１稼働状態に遷移した場合の例を示す。図７（ｄ）の例は、検知システム１が再び図７（ａ）と同じ第１稼働状態に戻る場合の例である。 FIG. 7D shows an example when the detection system 1 transitions from the second operating state to the first operating state. The example of FIG.7 (d) is an example in case the detection system 1 returns to the same 1st operation state as Fig.7 (a) again.
次に図７の電力供給状態の遷移に対応する検知システム１の消費電力の推移の例について説明する。 Next, an example of transition of power consumption of the detection system 1 corresponding to the transition of the power supply state in FIG. 7 will be described.
図８は実施形態の検知システム１の消費電力の推移の例を示す図である。図８の（ａ）は、検知システム１の電力供給状態が図７（ａ）の場合に対応する。すなわち検知システム１が第１稼働状態であるので、消費電力が低い状態で一定になる。図８の（ｂ）は、検知システム１の電力供給状態が図７（ｂ）の場合に対応する。すなわち休止状態のセンサモジュール１０、及び、休止状態のセンサノード１１が復帰信号を受信することにより、休止状態のセンサモジュール１０の電力供給状態が第２稼働状態に移行し、休止状態のセンサノード１１の電力供給状態が稼働状態に移行する。そのため検知システム１の消費電力が徐々に上がる。図８の（ｃ）は、検知システム１の電力供給状態が図７（ｃ）の場合に対応する。すなわち全てのセンサモジュール１０が第２稼働状態になり、全てのセンサノード１１が稼働状態になるので、検知システム１の消費電力が高い状態で一定になる。図８の（ｄ）は、検知システム１の電力供給状態が図７（ｄ）の場合に対応する。すなわち検知システム１が再び図７（ａ）と同じ第１稼働状態に戻るので、再び消費電力が低い状態で一定になる。 Drawing 8 is a figure showing an example of transition of power consumption of detection system 1 of an embodiment. FIG. 8A corresponds to the case where the power supply state of the detection system 1 is that in FIG. That is, since the detection system 1 is in the first operation state, the detection system 1 is constant with low power consumption. FIG. 8B corresponds to the case where the power supply state of the detection system 1 is FIG. 7B. That is, when the sensor module 10 in the dormant state and the sensor node 11 in the dormant state receive the return signal, the power supply state of the sensor module 10 in the dormant state shifts to the second operating state, and the sensor node 11 in the dormant state The power supply state of the system shifts to the operating state. For this reason, the power consumption of the detection system 1 gradually increases. FIG. 8C corresponds to the case where the power supply state of the detection system 1 is FIG. 7C. That is, since all the sensor modules 10 are in the second operating state and all the sensor nodes 11 are in the operating state, the power consumption of the detection system 1 is constant in a high state. FIG. 8D corresponds to the case where the power supply state of the detection system 1 is FIG. That is, since the detection system 1 returns to the same first operating state as in FIG. 7A, it becomes constant again with low power consumption.
なお上述の図７（ｄ）では、検知システム１が再び図７（ａ）と同じ第１稼働状態に戻る場合の例について説明した。しかしながら検知システム１は、稼働状態にするセンサノード１１を変更してもよい。 In addition, in the above-mentioned FIG.7 (d), the example in case the detection system 1 returns to the same 1st operation state as Fig.7 (a) again was demonstrated. However, the detection system 1 may change the sensor node 11 to be activated.
稼動状態のセンサノード１１は、ある程度破断位置から離れていても、破断の瞬間のＡＥ信号を検知できる範囲にあれば、稼働状態のセンサノード１１に接続されたセンサモジュール１０が、十分な早さで休止状態のセンサノード１１を起動させることができる。例えば弾性波は、コンクリートや鋼構造物の内部では、約４０００ｍ／ｓ以上の速度で進む。破断位置から半径５０ｍの範囲であれば、破断時の信号は１３ミリ秒程度で到達する。したがって、ある程度広い範囲に配置したセンサノード１１の中で、どのセンサノード１１を稼動状態のセンサノード１１に選んでも、破断検知の性能は大きく変わらない。 Even if the sensor node 11 in the operating state is far from the breaking position to some extent, the sensor module 10 connected to the sensor node 11 in the operating state is sufficiently fast as long as it is within a range in which the AE signal at the moment of breaking can be detected. The sensor node 11 in the dormant state can be activated. For example, elastic waves travel at a speed of about 4000 m / s or more inside a concrete or steel structure. If the radius is within a range of 50 m from the breaking position, the signal at the time of breaking arrives in about 13 milliseconds. Therefore, even if any sensor node 11 is selected as the active sensor node 11 among the sensor nodes 11 arranged in a wide range to some extent, the performance of break detection does not change greatly.
図９は実施形態の稼働状態のセンサノード１１の変更例を示す図である。図９は演算部１５が稼働状態のセンサノード１１を、センサノード１１ａ−１からセンサノード１１ａ−２に変更した場合の例を示す。これにより消費される電力の供給元が、センサモジュール１０−１の電源部１６から、センサモジュール１０−２の電源部１６に変更される。この運用によって、特定のセンサモジュール１０に負荷が集中することを防ぎ、また電源部１６の電池等の消耗を分散させることができるので、検知システム１の稼働時間を長くすることができる。 FIG. 9 is a diagram illustrating a modification example of the sensor node 11 in the operating state according to the embodiment. FIG. 9 shows an example where the sensor node 11 in the operating state of the calculation unit 15 is changed from the sensor node 11a-1 to the sensor node 11a-2. Thus, the supply source of the consumed power is changed from the power supply unit 16 of the sensor module 10-1 to the power supply unit 16 of the sensor module 10-2. By this operation, it is possible to prevent the load from being concentrated on the specific sensor module 10 and to distribute the consumption of the battery of the power supply unit 16, so that the operation time of the detection system 1 can be extended.
ここで演算部１５が稼働状態のセンサノード１１を決定する方法の例について説明する。 Here, an example of a method by which the calculation unit 15 determines the sensor node 11 in the operating state will be described.
例えばセンサモジュール１０−１の演算部１５をホストセンサモジュールとし、検知システム１の電力供給状態が第２稼働状態から第１稼働状態に移行するときに、センサモジュール１０−１の演算部１５が、稼働状態にするセンサノード１１を決定してもよい。この場合、センサモジュール１０−１の演算部１５の内部、又は図５では図示されていない記憶部に、検知システム１の全てのセンサノード１１の優先度及び稼働時間等の情報を記憶する。 For example, when the calculation unit 15 of the sensor module 10-1 is a host sensor module and the power supply state of the detection system 1 shifts from the second operation state to the first operation state, the calculation unit 15 of the sensor module 10-1 You may determine the sensor node 11 made into an operation state. In this case, information such as priorities and operating times of all the sensor nodes 11 of the detection system 1 is stored in the calculation unit 15 of the sensor module 10-1 or in a storage unit not shown in FIG.
以下、具体的に稼働状態のセンサノード１１を決定する方法について説明する。 Hereinafter, a method for determining the sensor node 11 in the operating state will be specifically described.
例えば演算部１５は、センサモジュール１０の稼働時間に基づいて、検知システム１が第１稼働状態のときに稼働状態にするセンサノード１１を決定してもよい。具体的には、演算部１５は、センサノード１１の稼働時間が第２閾値以上経過した場合、稼働状態のセンサノード１１を変更する。なお第２閾値はセンサモジュール１０の電源部１６の電池容量等に基づいて任意に決定してよい。 For example, the calculation unit 15 may determine the sensor node 11 to be in the operating state when the detection system 1 is in the first operating state based on the operating time of the sensor module 10. Specifically, the calculation unit 15 changes the sensor node 11 in the operating state when the operating time of the sensor node 11 has exceeded the second threshold. The second threshold value may be arbitrarily determined based on the battery capacity of the power supply unit 16 of the sensor module 10 or the like.
また例えば演算部１５は、検知システム１が第２稼働状態から第１稼働状態に遷移する度に、稼働状態にするセンサノード１１をラウンドロビン方式等により順番に変更してもよい。このとき演算部１５は稼働状態のセンサノード１１を、他のセンサモジュール１０に接続されたセンサノード１１に変更することにより、各センサモジュール１０の電源部１６の電力の消費量を分散させることができる。 Further, for example, the calculation unit 15 may change the sensor nodes 11 to be in the operating state in order by the round robin method or the like every time the detection system 1 transitions from the second operating state to the first operating state. At this time, the calculation unit 15 can disperse the power consumption of the power supply unit 16 of each sensor module 10 by changing the sensor node 11 in the operating state to the sensor node 11 connected to another sensor module 10. it can.
なお演算部１５は負荷の分散を必ずしも均等に行う必要はない。 Note that the calculation unit 15 does not necessarily perform load distribution evenly.
例えば環境発電モジュールを電源部１６として搭載した場合、設置した場所によって発電量に偏りが出ることが考えられる。この場合、演算部１５は、発電量の多いセンサモジュール１０に接続されたセンサノード１１を、重点的に稼働状態のセンサノード１１に決定してもよい。これにより検知システム１の各電源部１６で生成される電力を有効に活用することができる。 For example, when an energy harvesting module is mounted as the power supply unit 16, it is conceivable that the amount of power generation is biased depending on the installation location. In this case, the calculation unit 15 may intensively determine the sensor node 11 connected to the sensor module 10 with a large amount of power generation as the sensor node 11 in the operating state. Thereby, the electric power produced | generated by each power supply part 16 of the detection system 1 can be utilized effectively.
また例えば演算部１５は、電池交換等のメンテナンスのし易いセンサモジュール１０に接続されたセンサノード１１を頻繁に稼働状態のセンサノード１１に決定してもよい。これにより電源部１６の電池交換等のメンテナンスを容易にする等の運用が可能である。 Further, for example, the calculation unit 15 may frequently determine the sensor node 11 connected to the sensor module 10 that is easy to perform maintenance such as battery replacement as the sensor node 11 in the operating state. Thereby, operations such as facilitating maintenance such as battery replacement of the power supply unit 16 are possible.
次に実施形態のサーバ装置の構成について説明する。 Next, the configuration of the server device according to the embodiment will be described.
図１０は実施形態のサーバ装置３０の構成の例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the server device 30 according to the embodiment.
実施形態のサーバ装置３０は、制御装置３１、主記憶装置３２、補助記憶装置３３、表示装置３４、入力装置３５及び通信装置３６を備える。制御装置３１、主記憶装置３２、補助記憶装置３３、表示装置３４、入力装置３５及び通信装置３６は、バス３７を介して接続されている。 The server device 30 according to the embodiment includes a control device 31, a main storage device 32, an auxiliary storage device 33, a display device 34, an input device 35, and a communication device 36. The control device 31, main storage device 32, auxiliary storage device 33, display device 34, input device 35, and communication device 36 are connected via a bus 37.
制御装置３１は補助記憶装置３３から主記憶装置３２に読み出されたプログラムを実行する。主記憶装置３２はＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリである。補助記憶装置３３はＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）や光学ドライブ等である。 The control device 31 executes the program read from the auxiliary storage device 33 to the main storage device 32. The main storage device 32 is a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). The auxiliary storage device 33 is an HDD (Hard Disk Drive), an optical drive, or the like.
表示装置３４は情報を表示する。表示装置３４は、例えば通信装置３６が検知システム１から警告を受信したときに、警告に基づく情報を表示する。表示装置３４は、例えば、液晶ディスプレイである。入力装置３５はサーバ装置３０を操作するためのインタフェースである。入力装置３５は、例えばキーボードやマウス等である。通信装置３６は検知システム１と通信するためのインタフェースである。 The display device 34 displays information. For example, when the communication device 36 receives a warning from the detection system 1, the display device 34 displays information based on the warning. The display device 34 is, for example, a liquid crystal display. The input device 35 is an interface for operating the server device 30. The input device 35 is, for example, a keyboard or a mouse. The communication device 36 is an interface for communicating with the detection system 1.
なお上述のセンサモジュール１０の演算部１５の処理の一部又は全部を、サーバ装置３０の制御装置３１で行ってもよい。例えば通信装置３６が、センサモジュール１０の通信部１３からＡＥ信号の発生数を受信し、制御装置３１が、警告を表示装置３４に表示するか否かを決定する処理を行ってもよい。 Note that part or all of the processing of the calculation unit 15 of the sensor module 10 described above may be performed by the control device 31 of the server device 30. For example, the communication device 36 may receive the number of AE signals generated from the communication unit 13 of the sensor module 10 and the control device 31 may perform processing for determining whether or not to display a warning on the display device 34.
次に実施形態の検知システム１の動作方法の例について説明する。 Next, an example of an operation method of the detection system 1 of the embodiment will be described.
図１１は実施形態の検知方法の例を示すフローチャートである。はじめに、稼働状態のセンサノード１１は、プレストレストコンクリート２１から発生する音波を検知する（ステップＳ１）。次に、稼働状態のセンサノード１１は、音波をＡＥ信号（検知信号）に変換する（ステップＳ２）。次に、稼働状態のセンサノード１１は、ＡＥ信号をセンサモジュール１０に送信する（ステップＳ３）。 FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the detection method of the embodiment. First, the sensor node 11 in an operating state detects sound waves generated from the prestressed concrete 21 (step S1). Next, the operating sensor node 11 converts the sound wave into an AE signal (detection signal) (step S2). Next, the operating sensor node 11 transmits an AE signal to the sensor module 10 (step S3).
図１２は実施形態の復帰判定方法の例を示すフローチャートである。はじめに、比較部１２は、センサモジュール１０が第１稼働状態のとき、センサノード１１からＡＥ信号を受け付ける（ステップＳ１１）。次に、比較部１２は、ＡＥ信号の大きさが第１閾値以上であるか否かを比較する（ステップＳ１２）。ＡＥ信号の大きさが第１閾値以上である場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、通信部１３は、演算部１５と、休止状態の他のセンサモジュール１０の通信部１３と、に復帰信号を送信する（ステップＳ１３）。ＡＥ信号の大きさが第１閾値以上でない場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）、処理は終了する。 FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the return determination method according to the embodiment. First, the comparison unit 12 receives an AE signal from the sensor node 11 when the sensor module 10 is in the first operating state (step S11). Next, the comparison unit 12 compares whether or not the magnitude of the AE signal is greater than or equal to the first threshold value (step S12). When the magnitude of the AE signal is equal to or greater than the first threshold (step S12, Yes), the communication unit 13 transmits a return signal to the calculation unit 15 and the communication units 13 of the other sensor modules 10 in the dormant state. (Step S13). If the magnitude of the AE signal is not equal to or greater than the first threshold (step S12, No), the process ends.
図１３は実施形態の休止状態のセンサノード１１の動作例を示すフローチャートである。はじめに、休止状態のセンサノード１１に接続されたセンサモジュール１０の演算部１５が、復帰信号を受信する（ステップＳ２１）。次に、センサノード１１の電力供給状態は、休止状態から稼働状態に移行する（ステップＳ２２）。稼働状態のセンサノード１１は、プレストレストコンクリート２１を測定する（ステップＳ２３）。具体的には、稼働状態のセンサノード１１は、プレストレストコンクリート２１から発生する音波を検知し、検知された音波をＡＥ信号（検知信号）に変換する。稼働状態のセンサノード１１は、復帰してから第３閾値以上の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２４）。復帰してから第３閾値以上の時間が経過していない場合（ステップＳ２４、Ｎｏ）、処理はステップＳ２３に戻る。復帰してから第３閾値以上の時間が経過した場合（ステップＳ２４、Ｙｅｓ）、センサノード１１の電力供給状態は、稼働状態から休止状態に移行する（ステップＳ２５）。 FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation example of the sensor node 11 in a dormant state according to the embodiment. First, the calculation unit 15 of the sensor module 10 connected to the sensor node 11 in the dormant state receives a return signal (step S21). Next, the power supply state of the sensor node 11 shifts from the hibernation state to the operation state (step S22). The operating sensor node 11 measures the prestressed concrete 21 (step S23). Specifically, the sensor node 11 in an operating state detects a sound wave generated from the prestressed concrete 21, and converts the detected sound wave into an AE signal (detection signal). The sensor node 11 in the operating state determines whether or not a time equal to or greater than the third threshold has elapsed since returning (step S24). When the time equal to or greater than the third threshold has not elapsed since returning (No in step S24), the process returns to step S23. When the time equal to or greater than the third threshold has elapsed since the return (step S24, Yes), the power supply state of the sensor node 11 shifts from the operating state to the dormant state (step S25).
図１４は実施形態の警告方法の例を示すフローチャートである。はじめに、ＡＦＥ１４は、センサモジュール１０が第２稼働状態のとき、センサノード１１からＡＥ信号を受け付ける（ステップＳ３１）。次に、ＡＦＥ１４は、ＡＥ信号を調整する（ステップＳ３２）。次に、演算部１５は、ＡＥ信号の発生数をカウントする（ステップＳ３３）。次に、演算部１５は、カウントの開始から所定の時間までの発生数が第４閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。 FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of the warning method according to the embodiment. First, the AFE 14 receives an AE signal from the sensor node 11 when the sensor module 10 is in the second operating state (step S31). Next, the AFE 14 adjusts the AE signal (step S32). Next, the computing unit 15 counts the number of occurrences of the AE signal (step S33). Next, the computing unit 15 determines whether or not the number of occurrences from the start of counting to a predetermined time is equal to or greater than a fourth threshold (step S34).
カウントの開始から所定の時間までの発生数が第４閾値以上である場合（ステップＳ３４、Ｙｅｓ）、演算部１５は、ＡＥ信号の発生数の合計が、第４閾値に達するまでの推移を示す測定推移曲線と、ＰＣケーブル破断時のＡＥ信号の発生数の合計から作成される破断時推移曲線と、が類似するか否かを判定する（ステップＳ３５）。類似する場合（ステップＳ３５、Ｙｅｓ）、通信部１３は、サーバ装置３０に警告を送信する（ステップＳ３６）。類似しない場合（ステップＳ３５、Ｎｏ）、処理は終了する。 When the number of occurrences from the start of the count to the predetermined time is equal to or greater than the fourth threshold (step S34, Yes), the calculation unit 15 shows a transition until the total number of occurrences of the AE signal reaches the fourth threshold. It is determined whether or not the measurement transition curve is similar to the break transition curve created from the total number of AE signals generated when the PC cable is broken (step S35). When similar (step S35, Yes), the communication unit 13 transmits a warning to the server device 30 (step S36). If they are not similar (step S35, No), the process ends.
カウントの開始から所定の時間までの発生数が第４閾値以上でない場合（ステップＳ３４、Ｎｏ）、処理は終了する。 If the number of occurrences from the start of the count to the predetermined time is not equal to or greater than the fourth threshold (No in step S34), the process ends.
なお上述の図１４のフローチャートの説明では、ステップＳ３４で、演算部１５が、発生数が第４閾値以上であるかを判定しているが、演算部１５は、発生数が第４閾値以上であるか否かの判定を行わなくてもよい。またステップＳ３５では、演算部１５は、ＡＥ信号の発生数の合計の遷移ではなく、所定の時間内のＡＥ信号の発生数の遷移が、ＰＣケーブル破断時のＡＥ信号の発生数の遷移と類似するか否かを判定してもよい。 In the description of the flowchart of FIG. 14 described above, in step S34, the calculation unit 15 determines whether the number of occurrences is equal to or greater than the fourth threshold. However, the calculation unit 15 determines that the number of occurrences is equal to or greater than the fourth threshold. It is not necessary to determine whether or not there is. In step S35, the calculation unit 15 does not change the total number of AE signal occurrences, but the transition of the number of AE signal generations within a predetermined time is similar to the change in the number of AE signal generations when the PC cable is broken. It may be determined whether or not to do so.
図１５は実施形態の稼働センサノード決定方法の例を示すフローチャートである。センサモジュール１０−１の演算部１５をホストセンサモジュールとし、検知システム１の電力供給状態が第２稼働状態から第１稼働状態に移行するときに、センサモジュール１０−１の演算部１５が、稼働状態にするセンサノード１１を決定する場合について説明する。 FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of an operation sensor node determination method according to the embodiment. When the calculation unit 15 of the sensor module 10-1 is a host sensor module and the power supply state of the detection system 1 shifts from the second operation state to the first operation state, the calculation unit 15 of the sensor module 10-1 operates. A case where the sensor node 11 to be set is determined will be described.
はじめに、センサモジュール１０−１の演算部１５は、検知システム１の電力供給状態が第２稼働状態から第１稼働状態に移行するときに、稼働状態にするセンサノード１１を決定する（ステップＳ４１）。次に、センサモジュール１０−１の演算部１５は、検知システム１の電力供給状態が第１稼働状態から第２稼働状態に移行し、再び第１稼働状態に移行するときに、稼働状態にしていたセンサノード１１の稼働時間が第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。稼働時間が第２閾値以上である場合（ステップＳ４２、Ｙｅｓ）、演算部１５は、センサノード１１の優先度及び稼働時間等の情報に基づいて稼働状態にするセンサノード１１を変更する（ステップＳ４３）。演算部１５は、例えば稼働時間が短く、まだあまり使用されていないセンサノード１１を、稼働状態にするセンサノード１１に決定する。稼働時間が第２閾値以上でない場合（ステップＳ４２、Ｎｏ）、処理は終了する。 First, the computing unit 15 of the sensor module 10-1 determines the sensor node 11 to be in the operating state when the power supply state of the detection system 1 shifts from the second operating state to the first operating state (step S41). . Next, the calculation unit 15 of the sensor module 10-1 is in the operating state when the power supply state of the detection system 1 shifts from the first operating state to the second operating state and shifts again to the first operating state. It is determined whether the operating time of the sensor node 11 is equal to or greater than the second threshold (step S42). When the operating time is greater than or equal to the second threshold (step S42, Yes), the calculation unit 15 changes the sensor node 11 to be in the operating state based on information such as the priority and operating time of the sensor node 11 (step S43). ). The computing unit 15 determines, for example, a sensor node 11 that has a short operation time and is not used so much as a sensor node 11 to be in an operation state. If the operating time is not equal to or greater than the second threshold (step S42, No), the process ends.
以上説明したように、実施形態の検知システム１は、センサモジュール１０と、稼働状態のセンサノード１１と、稼働状態よりも消費電力を抑えた休止状態のセンサノード１１と、を含む。そしてセンサモジュール１０が、ＡＥ信号（検知信号）の大きさが第１閾値以上である場合、休止状態のセンサノード１１を稼働状態にする。これによりＰＣケーブルが破断した後、ＰＣケーブルがシース２３内のグラウトと、安定な状態で再定着する際に、グラウトとの間で摩擦音等を検知することができるので、検知システム１の消費電力を抑えながら、ＰＣケーブルの破断を検知することができる。 As described above, the detection system 1 of the embodiment includes the sensor module 10, the sensor node 11 in the operating state, and the sensor node 11 in the dormant state that consumes less power than the operating state. When the magnitude of the AE signal (detection signal) is equal to or greater than the first threshold, the sensor module 10 puts the sensor node 11 in a dormant state into an operating state. Thus, after the PC cable is broken, when the PC cable is re-fixed with the grout in the sheath 23 in a stable state, a friction sound or the like can be detected between the grout and the power consumption of the detection system 1. It is possible to detect the breakage of the PC cable while suppressing this.
なお実施形態の検知システム１を、ＰＣケーブルの破断検知以外の目的で実施してもよい。実施形態の検知システム１は、複数のセンサノード１１を配置した状況で、どのセンサノード１１が稼動状態のセンサノード１１となっても損傷等の検知に問題がない場合、同様に実施可能である。 In addition, you may implement the detection system 1 of embodiment for the objectives other than the fracture | rupture detection of PC cable. The detection system 1 according to the embodiment can be implemented in the same manner when a plurality of sensor nodes 11 are arranged and any sensor node 11 becomes an active sensor node 11 and there is no problem in detecting damage or the like. .
例えば劣化した任意のコンクリート構造物に荷重が加わった場合、劣化した任意のコンクリート構造物はＡＥ波を発する。コンクリート構造物が荷重によりダメージを受けるほど、荷重の前後にわたって多くのＡＥ波を発する。そのためコンクリート構造物の任意の位置で、稼動状態のセンサノード１１が荷重に伴うＡＥ信号を検知したことをきっかけに他の休止状態のセンサノード１１を復帰させ、荷重後のＡＥ信号の減衰の様子を測定することで、劣化した位置の検出等が可能である。したがって実施形態の検知システム１を、任意のコンクリート構造物に実施しても、検知システム１の消費電力を抑えながら、劣化した位置を特定することができる。 For example, when a load is applied to an arbitrary deteriorated concrete structure, the deteriorated arbitrary concrete structure emits an AE wave. The more the concrete structure is damaged by the load, the more AE waves are emitted before and after the load. Therefore, at an arbitrary position of the concrete structure, when the sensor node 11 in the operating state detects the AE signal accompanying the load, the other sensor node 11 in the resting state is restored, and the AE signal after the load is attenuated. It is possible to detect a deteriorated position and the like by measuring. Therefore, even if the detection system 1 of the embodiment is implemented on an arbitrary concrete structure, it is possible to identify a degraded position while suppressing power consumption of the detection system 1.
また例えば、地震での構造物の振動等から建造物の損傷を検出する場合、地震によるＰ波を稼動状態のセンサノード１１が検出したのをきっかけとして他の休止状態のセンサノード１１を復帰させることで、その後の地震による建造物の振動を測定することが可能である。稼動状態のセンサノード１１は建造物のどこに配置しても、測定結果への影響は小さいと考えられる。したがって実施形態の検知システム１を、建造物に実施しても、検知システム１の消費電力を抑えながら、劣化した位置を特定することができる。 In addition, for example, when detecting damage to a building from vibration of a structure due to an earthquake, the other sensor node 11 in a resting state is returned when the active sensor node 11 detects a P wave due to the earthquake Thus, it is possible to measure the vibration of the building due to the subsequent earthquake. It is considered that the influence on the measurement result is small no matter where the sensor node 11 in the operating state is arranged in the building. Therefore, even if the detection system 1 of the embodiment is implemented in a building, the degraded position can be specified while suppressing the power consumption of the detection system 1.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
以下に、本願原出願の特許査定時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。 The invention described in the scope of claims at the time of the patent assessment of the original application of the present application will be appended below.
［１］ プレストレストコンクリートから発生する弾性波を検知し、検知された弾性波を検知信号に変換する複数のセンサノードと、[1] A plurality of sensor nodes that detect elastic waves generated from prestressed concrete and convert the detected elastic waves into detection signals;
前記複数のセンサノードに接続され、前記検知信号を受信するセンサモジュールと、を備え、 A sensor module connected to the plurality of sensor nodes and receiving the detection signal;
前記複数のセンサノードは、稼働状態のセンサノードと、前記稼働状態よりも消費電力を抑えた休止状態のセンサノードと、を含み、 The plurality of sensor nodes include a sensor node in an operating state, and a sensor node in a dormant state that consumes less power than the operating state,
前記センサモジュールは、前記検知信号の大きさが第１閾値以上である場合、前記休止状態のセンサノードを稼働状態にし、 The sensor module, when the magnitude of the detection signal is equal to or greater than a first threshold, puts the sensor node in the dormant state into an operating state,
前記センサモジュールにより前記稼働状態にされたセンサノードの少なくとも１以上のセンサノードは、前記稼働状態にされてから第２閾値以上の時間が経過すると、再び前記休止状態に戻る、 When at least one sensor node of the sensor nodes brought into the operating state by the sensor module is set in the operating state and the time equal to or longer than a second threshold has elapsed, the sensor node returns to the resting state again.
検知システム。 Detection system.
［２］ 前記センサモジュールは、前記稼働状態のセンサノードの稼働時間が第３閾値以上の場合、前記稼働状態のセンサノードを前記休止状態にし、他の前記休止状態のセンサノードを前記稼働状態にする、[2] When the operating time of the sensor node in the operating state is greater than or equal to a third threshold, the sensor module sets the sensor node in the operating state to the dormant state, and sets the other sensor nodes in the dormant state to the operating state. To
［１］に記載の検知システム。 The detection system according to [1].
［３］ 前記センサモジュールは、[3] The sensor module includes:
前記検知信号の大きさが前記第１閾値以上であるか否かを比較する比較部と、 A comparison unit for comparing whether or not the magnitude of the detection signal is equal to or greater than the first threshold;
前記検知信号に所定の演算を行う演算部と、 A calculation unit that performs a predetermined calculation on the detection signal;
前記センサノードと前記比較部と前記演算部とに電力を供給可能な電源部と、を備え、 A power supply unit capable of supplying power to the sensor node, the comparison unit, and the calculation unit;
前記電源部は、前記検知信号の大きさが前記第１閾値未満の場合、前記稼働状態のセンサノードと前記比較部とを稼働させる電力を供給し、前記休止状態のセンサノードと前記演算部とに前記稼働状態の消費電力よりも低い電力を供給する、 When the magnitude of the detection signal is less than the first threshold, the power supply unit supplies power for operating the sensor node in the operating state and the comparison unit, and the sensor node in the inactive state and the arithmetic unit Supplying power lower than the power consumption in the operating state,
［１］又は［２］に記載の検知システム。 The detection system according to [1] or [2].
［４］ 前記休止状態は、消費電力が０の状態であり、[4] The hibernation state is a state in which power consumption is zero.
前記センサモジュールは、 The sensor module is
前記検知信号の大きさが前記第１閾値以上であるか否かを比較する比較部と、 A comparison unit for comparing whether or not the magnitude of the detection signal is equal to or greater than the first threshold;
前記検知信号に所定の演算を行う演算部と、 A calculation unit that performs a predetermined calculation on the detection signal;
前記センサノードと前記比較部と前記演算部とに電力を供給可能な電源部と、を備え、 A power supply unit capable of supplying power to the sensor node, the comparison unit, and the calculation unit;
前記電源部は、前記検知信号の大きさが前記第１閾値未満の場合、前記稼働状態のセンサノードと前記比較部とを稼働させる電力を供給し、前記休止状態のセンサノードと前記演算部とに電力を供給しない、 When the magnitude of the detection signal is less than the first threshold, the power supply unit supplies power for operating the sensor node in the operating state and the comparison unit, and the sensor node in the inactive state and the arithmetic unit Do not supply power to the
［１］又は［２］に記載の検知システム。 The detection system according to [1] or [2].
［５］ 前記センサモジュールを複数備え、前記複数のセンサモジュールのそれぞれは、いずれかの前記センサノードに接続され、[5] A plurality of the sensor modules are provided, and each of the plurality of sensor modules is connected to one of the sensor nodes,
前記検知信号の大きさが前記第１閾値以上の場合、前記休止状態のセンサノードを前記稼働状態にする復帰信号を、前記休止状態のセンサノードが接続された前記センサモジュールに送信する通信部、 When the magnitude of the detection signal is equal to or greater than the first threshold, a communication unit that transmits a return signal for bringing the sensor node in the dormant state to the operating state to the sensor module to which the sensor node in the dormant state is connected;
を更に備える［１］乃至［４］のいずれか１項に記載の検知システム。 The detection system according to any one of [1] to [4], further including:
［６］ 前記所定の演算は、前記検知信号の発生数をカウントし、カウントを開始してから所定の時間までの前記発生数の推移を示す測定推移曲線が、ＰＣ（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）ケーブル破断時の前記検知信号の発生数の遷移を示す破断時推移曲線に類似するか否かを判定する演算であり、[6] In the predetermined calculation, the number of occurrences of the detection signal is counted, and a measurement transition curve indicating the transition of the number of occurrences from the start of counting to a predetermined time is a PC (Pressed Concrete) cable break It is an operation to determine whether or not it is similar to a transition curve at break indicating the transition of the number of occurrences of the detection signal,
前記センサモジュールは、 The sensor module is
カウントを開始してから所定の時間までの前記発生数の推移を示す前記測定推移曲線が、前記破断時推移曲線に類似する場合、サーバ装置に警告を送信する通信部、 A communication unit that transmits a warning to the server device when the measured transition curve indicating the transition of the number of occurrences from the start of counting to a predetermined time is similar to the transition curve at break;
を更に備える［３］又は［４］に記載の検知システム。 The detection system according to [3] or [4], further comprising:
［７］ 前記所定の演算は、前記検知信号から所定のパラメータを算出する演算であり、[7] The predetermined calculation is an operation for calculating a predetermined parameter from the detection signal,
前記センサモジュールは、 The sensor module is
前記所定のパラメータをサーバ装置に送信する通信部、 A communication unit for transmitting the predetermined parameter to a server device;
を更に備える［３］又は［４］に記載の検知システム。 The detection system according to [3] or [4], further comprising:
［８］ 情報を検知し、検知された前記情報を検知信号に変換する複数のセンサノードと、[8] A plurality of sensor nodes that detect information and convert the detected information into detection signals;
前記複数のセンサノードに接続され、前記検知信号を受信するセンサモジュールと、を備え、 A sensor module connected to the plurality of sensor nodes and receiving the detection signal;
前記複数のセンサノードは、稼働状態のセンサノードと、前記稼働状態よりも消費電力を抑えた休止状態のセンサノードと、を含み、 The plurality of sensor nodes include a sensor node in an operating state, and a sensor node in a dormant state that consumes less power than the operating state,
前記センサモジュールは、前記検知信号の大きさが第１閾値以上である場合、前記休止状態のセンサノードを稼働状態にし、 The sensor module, when the magnitude of the detection signal is equal to or greater than a first threshold, puts the sensor node in the dormant state into an operating state,
前記センサモジュールにより前記稼働状態にされたセンサノードの少なくとも１以上のセンサノードは、前記稼働状態にされてから第２閾値以上の時間が経過すると、再び前記休止状態に戻る、 When at least one sensor node of the sensor nodes brought into the operating state by the sensor module is set in the operating state and the time equal to or longer than a second threshold has elapsed, the sensor node returns to the resting state again.
検知システム。 Detection system.
［９］ プレストレストコンクリートから発生する弾性波を検知し、検知された弾性波を検知信号に変換する複数のセンサノードに接続され、前記検知信号を受信するセンサモジュールであって、[9] A sensor module that detects elastic waves generated from prestressed concrete, is connected to a plurality of sensor nodes that convert the detected elastic waves into detection signals, and receives the detection signals,
前記複数のセンサノードは、稼働状態のセンサノードと、前記稼働状態よりも消費電力を抑えた休止状態のセンサノードと、を含み、 The plurality of sensor nodes include a sensor node in an operating state, and a sensor node in a dormant state that consumes less power than the operating state,
前記センサモジュールは、前記検知信号の大きさが第１閾値以上である場合、前記休止状態のセンサノードを稼働状態にし、前記稼働状態にされたセンサノードの少なくとも１以上のセンサノードを、前記稼働状態にされてから第２閾値以上の時間が経過すると、再び前記休止状態に戻す、 When the magnitude of the detection signal is equal to or greater than a first threshold, the sensor module sets the sensor node in the dormant state to an operating state, and sets at least one of the sensor nodes in the operating state to the operating state. When the time equal to or greater than the second threshold has elapsed since being put into the state, the state is returned to the sleep state again.
センサモジュール。 Sensor module.
［１０］ 稼働状態のセンサノードと、前記稼働状態よりも消費電力を抑えた休止状態のセンサノードと、を含む複数のセンサノードを備える検知システムの検知方法であって、[10] A detection method of a detection system including a plurality of sensor nodes including a sensor node in an operating state and a sensor node in a dormant state that consumes less power than the operating state,
稼働状態のセンサノードが、プレストレストコンクリートから発生する弾性波を検知し、検知された弾性波を検知信号に変換するステップと、 A sensor node in an operating state detects an elastic wave generated from the prestressed concrete, and converts the detected elastic wave into a detection signal;
前記複数のセンサノードに接続されたセンサモジュールが、前記稼働状態のセンサノードから前記検知信号を受信するステップと、 A sensor module connected to the plurality of sensor nodes receiving the detection signal from the operating sensor node;
前記センサモジュールが、前記検知信号の大きさが第１閾値以上である場合、前記休止状態のセンサノードを稼働状態にするステップと、 The sensor module, when the magnitude of the detection signal is greater than or equal to a first threshold value, placing the sensor node in the dormant state in an operating state;
前記センサモジュールにより前記稼働状態にされたセンサノードの少なくとも１以上のセンサノードが、前記稼働状態にされてから第２閾値以上の時間が経過すると、再び前記休止状態に戻るステップと、 When at least one sensor node of the sensor nodes brought into the operating state by the sensor module is set in the operating state, and when the time equal to or longer than a second threshold has elapsed, the step of returning to the dormant state again;
を含む検知方法。 Detection method including.
１ 検知システム
１０ センサモジュール
１１ センサノード
１２ 比較部
１３ 通信部
１４ ＡＦＥ
１５ 演算部
１６ 電源部
３０ サーバ装置
３１ 制御装置
３２ 主記憶装置
３３ 補助記憶装置
３４ 表示装置
３５ 入力装置
３６ 通信装置
３７ バス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection system 10 Sensor module 11 Sensor node 12 Comparison part 13 Communication part 14 AFE
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Computation part 16 Power supply part 30 Server apparatus 31 Control apparatus 32 Main storage apparatus 33 Auxiliary storage apparatus 34 Display apparatus 35 Input apparatus 36 Communication apparatus 37 Bus
Claims (9)
前記複数のセンサノードに接続され、前記検知信号を受信するセンサモジュールと、を備え、
前記複数のセンサノードは、稼働状態のセンサノードと、前記稼働状態よりも消費電力を抑えた休止状態のセンサノードと、を含み、
前記稼働状態のセンサノードは、前記プレストレストコンクリート内のＰＣ（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）ケーブルの破断により発生する第１弾性波を検知し、検知された前記第１弾性波を第１検知信号に変換し、
前記センサモジュールは、前記第１検知信号の大きさが第１閾値以上である場合、前記休止状態のセンサノードを稼働状態にし、
前記休止状態から前記稼働状態にされたセンサノードは、前記第１弾性波の発生後に更に発生する第２弾性波を検知し、検知された前記第２弾性波を第２検知信号に変換する、
検知システム。 A plurality of sensor nodes that detect elastic waves generated from the prestressed concrete and convert the detected elastic waves into detection signals;
A sensor module connected to the plurality of sensor nodes and receiving the detection signal;
Wherein the plurality of sensor nodes includes a sensor nodes Health, and a sensor nodes quiescent state suppressing power consumption than the operating status,
The sensor node in the operating state detects a first elastic wave generated by breakage of a PC (pressed concrete) cable in the prestressed concrete, converts the detected first elastic wave into a first detection signal,
Said sensor module, when the size of the first detection signal is smaller than the first threshold value, the sensor node of the dormant 稼 work state,
The sensor node brought into the operating state from the resting state detects a second elastic wave further generated after the first elastic wave is generated, and converts the detected second elastic wave into a second detection signal.
Detection system.
請求項１に記載の検知システム。 When the operation time of the sensor node in the operating state is equal to or greater than a second threshold, the sensor module sets the sensor node in the operating state to the inactive state, and sets the other sensor nodes in the inactive state to the operating state.
The detection system according to claim 1.
請求項１又は２に記載の検知システム。 The hibernating sensor node returns to the hibernating state again when a time equal to or greater than a third threshold has elapsed since being put into the operating state by the sensor module.
The detection system according to claim 1 or 2.
前記第１検知信号の大きさが前記第１閾値以上であるか否かを比較する比較部と、
前記第１検知信号に所定の演算を行う演算部と、
前記センサノードと前記比較部と前記演算部とに電力を供給可能な電源部と、を備え、
前記電源部は、前記第１検知信号の大きさが前記第１閾値未満の場合、前記稼働状態のセンサノードと前記比較部とを稼働させる電力を供給し、前記休止状態のセンサノードと前記演算部とに前記稼働状態の消費電力よりも低い電力を供給する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検知システム。 The sensor module is
A comparison unit for comparing whether or not the magnitude of the first detection signal is greater than or equal to the first threshold;
A calculation unit for performing a predetermined calculation on the first detection signal;
A power supply unit capable of supplying power to the sensor node, the comparison unit, and the calculation unit;
When the magnitude of the first detection signal is less than the first threshold, the power supply unit supplies power for operating the sensor node in the operating state and the comparison unit, and the sensor node in the inactive state and the calculation Supplying power lower than the power consumption in the operating state to
The detection system according to any one of claims 1 to 3.
前記センサモジュールは、
前記第１検知信号の大きさが前記第１閾値以上であるか否かを比較する比較部と、
前記第１検知信号に所定の演算を行う演算部と、
前記センサノードと前記比較部と前記演算部とに電力を供給可能な電源部と、を備え、
前記電源部は、前記第１検知信号の大きさが前記第１閾値未満の場合、前記稼働状態のセンサノードと前記比較部とを稼働させる電力を供給し、前記休止状態のセンサノードと前記演算部とに電力を供給しない、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検知システム。 The hibernation state is a state in which power consumption is zero.
The sensor module is
A comparison unit for comparing whether or not the magnitude of the first detection signal is greater than or equal to the first threshold;
A calculation unit for performing a predetermined calculation on the first detection signal;
A power supply unit capable of supplying power to the sensor node, the comparison unit, and the calculation unit;
When the magnitude of the first detection signal is less than the first threshold, the power supply unit supplies power for operating the sensor node in the operating state and the comparison unit, and the sensor node in the inactive state and the calculation Do not supply power to
The detection system according to any one of claims 1 to 3.
前記第１検知信号の大きさが前記第１閾値以上の場合、前記休止状態のセンサノードを前記稼働状態にする復帰信号を、前記休止状態のセンサノードが接続された前記センサモジュールに送信する通信部、
を更に備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検知システム。 A plurality of the sensor modules, each of the plurality of sensor modules is connected to one of the sensor nodes,
When the magnitude of the first detection signal is greater than or equal to the first threshold value, a communication for transmitting a return signal for bringing the sensor node in the dormant state to the operating state to the sensor module connected to the sensor node in the dormant state Part,
The detection system according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記センサモジュールは、
カウントを開始してから所定の時間までの前記発生数の推移を示す前記測定推移曲線が、前記破断時推移曲線に類似する場合、サーバ装置に警告を送信する通信部、
を更に備える請求項４又は５に記載の検知システム。 Said predetermined calculation is to count the number of occurrences of said first and second detection signals, the measurement deviation curve showing changes in the number of generated from the start of counting up to a predetermined time, when P C cable break An operation for determining whether or not it is similar to a transition curve at break indicating the transition of the number of occurrences of the first and second detection signals
The sensor module is
If the measured transition curve from the start of counting indicates the occurrence number of changes to the predetermined time, similar to the breaking deviation curve, the communication unit to send the alert to the server apparatus,
The detection system according to claim 4 or 5, further comprising:
前記所定のパラメータをサーバ装置に送信する通信部、
を更に備える請求項４又は５に記載の検知システム。 The predetermined calculation is an operation for calculating a predetermined parameter from at least one of the first and second detection signals,
Communication unit for transmitting the pre-Symbol predetermined parameter to the server apparatus,
The detection system according to claim 4 or 5, further comprising:
稼働状態のセンサノードが、プレストレストコンクリート内のＰＣ（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）ケーブルの破断により発生する第１弾性波を検知し、検知された前記第１弾性波を第１検知信号に変換するステップと、
前記複数のセンサノードに接続されたセンサモジュールが、前記稼働状態のセンサノードから前記第１検知信号を受信するステップと、
前記センサモジュールが、前記第１検知信号の大きさが第１閾値以上である場合、前記休止状態のセンサノードを前記稼働状態にするステップと、
前記休止状態から前記稼働状態にされたセンサノードが、前記第１弾性波の発生後に更に発生する第２弾性波を検知し、検知された前記第２弾性波を第２検知信号に変換するステップと、
を含む検知方法。 A sensor node operating state, a detection method of the detection system comprising a plurality of sensor nodes including the sensor nodes quiescent state suppressing power consumption than the operating status,
A step of detecting a first elastic wave generated by breakage of a PC (pressed concrete ) cable in the prestressed concrete , and converting the detected first elastic wave into a first detection signal;
A sensor module connected to the plurality of sensor nodes receiving the first detection signal from the operating sensor node;
The sensor module, when the magnitude of the first detection signal is greater than or equal to a first threshold, the step of putting the sensor node in the dormant state in the operating state;
A step of detecting a second elastic wave further generated after generation of the first elastic wave, and converting the detected second elastic wave into a second detection signal by the sensor node brought from the rest state to the operating state; When,
Detection method including.
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