JP2019022090A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データ通信量が著しく制限された通信システムであっても、効率良いデータ収集を実現し得るセンサ装置を提供する。【解決手段】センサ装置は、基地局との間で無線通信を行うセンサ装置であって、センサと、前記センサから出力された検出データを前記基地局へ送信する無線通信回路部と、前記検出データが前記基地局へ送信されるよう前記無線通信回路部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサとは異なる前記センサ装置の内蔵機器から出力された情報に基づいて、前記基地局への前記検出データの送信間隔を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、センサ装置に関する。特に、本発明は、無線通信ネットワークシステムに導入されるセンサ装置に関する。

無線通信ネットワークシステムでは、サーバで行われるビッグデータ分析の精度向上を図るためには、サーバに接続された基地局へ多数のデータを送信し、サーバに収集させる必要がある。

特許文献１には、有効度の低い測定データの通信量を抑制しつつ、有効度の高い測定データの通信量を適切に確保するデータ収集システムが開示されている。

特開２０１７−１１５０９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたシステムでは、センサは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信の通信規格に準じてデータ通信を行う。データ収集装置は、３Ｇ（3rd Generation）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）等の携帯電話用の通信規格に準じてデータ通信を行う。すなわち、特許文献１に開示されたセンサ及びデータ収集装置は、高速大容量のデータ通信を行う通信規格に適した構成となっている。

それにより、特許文献１に開示されたセンサ及びデータ収集装置では、いわゆるＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）等の無線通信技術に対応した通信システムに導入することが容易ではない。特に、ＬＰＷＡ等の無線通信技術に対応した通信システムでは、低消費電力で且つ広域に亘って無線通信を可能とするために、データ通信量が著しく制限されることが多い。このため、特許文献１に開示されたセンサ及びデータ収集装置は、データ通信量が著しく制限された通信システムに導入することが困難であり、サーバに効率良くデータを収集させることが困難である。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題点を解決することを課題の一例とする。すなわち、本発明の課題の一例は、データ通信量が著しく制限された通信システムであっても、効率良いデータ収集を実現し得るセンサ装置を提供することである。

本発明の一つの観点に係るセンサ装置は、基地局との間で無線通信を行うセンサ装置であって、センサと、前記センサから出力された検出データを前記基地局へ送信する無線通信回路部と、前記検出データが前記基地局へ送信されるよう前記無線通信回路部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサとは異なる前記センサ装置の内蔵機器から出力された情報に基づいて、前記基地局への前記検出データの送信間隔を制御する。

好適には、前記センサ装置において、前記内蔵機器は、前記センサとは異なる他のセンサであり、前記制御部は、前記検出データとは異なる検出データであって前記他のセンサから出力された他の検出データに基づいて、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する。

好適には、前記センサ装置において、前記制御部は、前記他の検出データが所定の条件を満たす期間中、前記検出データが前記期間外よりも集中して前記基地局へ送信されるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を、前記期間外での前記送信間隔よりも短縮する。

好適には、前記センサ装置において、前記内蔵機器は、前記センサ装置のバッテリであり、前記制御部は、前記バッテリの残量データに基づいて、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する。

好適には、前記センサ装置において、前記制御部は、前記残量データが所定の条件を満たす期間中、前記検出データが前記期間外よりも集中して前記基地局へ送信されるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を、前記期間外での前記送信間隔よりも短縮する。

好適には、前記センサ装置において、前記制御部は、前記残量データが所定の条件を満たす期間中、前記バッテリの消耗量が前記期間外よりも低減されるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を、前記期間外での前記送信間隔よりも延長する。

好適には、前記センサ装置において、前記内蔵機器は、前記無線通信回路部であり、前記制御部は、前記基地局から前記無線通信回路部へ送信された前記送信間隔の設定情報に基づいて、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する。

好適には、前記センサ装置において、前記制御部は、前記無線通信回路部が前記設定情報を受信した後から、前記無線通信回路部が新たな前記設定情報を受信するまでの期間中、受信された前記設定情報が示す前記送信間隔となるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する。

好適には、前記センサ装置において、前記センサ装置から前記基地局への上り通信における所定期間当たりの最大通信回数が、前記基地局によって予め指定されており、前記制御部は、前記所定期間当たりの前記検出データの送信回数を、前記最大通信回数以下に制限する。

好適には、前記センサ装置において、前記無線通信回路部及び前記制御部は、前記センサ装置に設けられ前記基地局との間で無線通信を行う通信モジュールに含まれる。

また、本発明の課題を解決するための手段は、以下に示すようにも表現され得る。

すなわち、本発明の一つの観点に係る通信モジュールは、基地局との間で無線通信を行うセンサ装置に設けられた通信モジュールであって、前記センサ装置に設けられたセンサの検出データを前記基地局へ送信する無線通信回路部と、前記検出データが前記基地局へ送信されるよう前記無線通信回路部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサとは異なる前記センサ装置の内蔵機器から出力された情報に基づいて、前記基地局への前記検出データの送信間隔を制御する。

好適には、前記通信モジュールにおいて、前記内蔵機器は、前記センサとは異なる他のセンサであり、前記制御部は、前記検出データとは異なる検出データであって前記他のセンサから出力された他の検出データに基づいて、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する。

好適には、前記通信モジュールにおいて、前記制御部は、前記他の検出データが所定の条件を満たす期間中、前記検出データが前記期間外よりも集中して前記基地局へ送信されるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を、前記期間外での前記送信間隔よりも短縮する。

好適には、前記通信モジュールにおいて、前記内蔵機器は、前記センサ装置のバッテリであり、前記制御部は、前記バッテリの残量データに基づいて、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する。

好適には、前記通信モジュールにおいて、前記制御部は、前記残量データが所定の条件を満たす期間中、前記検出データが前記期間外よりも集中して前記基地局へ送信されるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を、前記期間外での前記送信間隔よりも短縮する。

好適には、前記通信モジュールにおいて、前記制御部は、前記残量データが所定の条件を満たす期間中、前記バッテリの消耗量が前記期間外よりも低減されるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を、前記期間外での前記送信間隔よりも延長する。

好適には、前記通信モジュールにおいて、前記内蔵機器は、前記無線通信回路部であり、前記制御部は、前記基地局から前記無線通信回路部へ送信された前記送信間隔の設定情報に基づいて、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する。

好適には、前記通信モジュールにおいて、前記制御部は、前記無線通信回路部が前記設定情報を受信した後から、前記無線通信回路部が新たな前記設定情報を受信するまでの期間中、受信された前記設定情報が示す前記送信間隔となるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する。

好適には、前記通信モジュールにおいて、前記センサ装置から前記基地局への上り通信における所定期間当たりの最大通信回数が、前記基地局によって予め指定されており、前記制御部は、前記所定期間当たりの前記検出データの送信回数を、前記最大通信回数以下に制限する。

本発明の一つの観点に係るセンサ装置は、データ通信量が著しく制限された通信システムであっても、効率良いデータ収集を実現することができる。

本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
本発明の実施形態１に係るセンサ装置を有する通信システムの構成を示す図である。 実施形態１に係るセンサ装置及び基地局の機能的構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る通信モジュールで行われるデータ送信処理の流れを示す図である。 実施形態２に係るセンサ装置及び基地局の機能的構成を示すブロック図である。 実施形態２に係る通信モジュールで行われるデータ送信処理の流れを示す図である。 実施形態３に係る通信モジュールで行われるデータ送信処理の流れを示す図である。 実施形態４に係るセンサ装置及び基地局の機能的構成を示すブロック図である。 実施形態４に係る通信モジュールで行われるデータ送信処理の流れを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本発明のいくつかの例を示すものであって、本発明の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本発明の構成及び動作として必須であるとは限らない。

［実施形態１：センサ装置及び通信システムの構成］
図１は、本発明の実施形態１に係るセンサ装置２を有する通信システム１の構成を示す図である。

通信システム１は、無線通信ネットワークシステムである。具体的には、通信システム１は、低消費電力で且つ広域に亘って無線通信が可能なシステムである。通信システム１は、ＬＰＷＡ等の無線通信技術に対応し、ＩｏＴ（Internet of Things）又はＭ２Ｍ（Machine to Machine）等の技術分野に適用可能なシステムである。通信システム１は、ＳＩＧＦＯＸ（登録商標）、ＬｏＲａ（登録商標）又はＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band - Internet of Things）等の無線通信規格に準じたシステムであってよい。

通信システム１の無線通信に用いられる電波の周波数帯域は、上述のＳＩＧＦＯＸ等の無線通信規格で指定された所定の周波数帯域である。この所定の周波数帯域は、その使用に関する免許が不要な帯域であり、例えば、日本においては９２０ＭＨｚ帯域であってよい。通信システム１の通信距離は、例えば、数Ｋｍ〜１００Ｋｍであってよい。

通信システム１は、図１に示されるように、センサ装置２と、基地局３と、クラウドサーバ４とを有する。センサ装置２と、基地局３と、クラウドサーバ４とは、スター型のトポロジーを構成するような接続形態で接続されてよい。

通信システム１では、センサ装置２で取得されたデータが、基地局３へ伝達され、基地局３と接続されたクラウドサーバ４に収集される。そして、クラウドサーバ４に収集されたデータは、クラウドサーバ４のビッグデータ分析に使用され、各種サービスの提供等に活用される。通信システム１は、図１に示された装置以外の各種装置を有してよい。

図２は、実施形態１に係るセンサ装置２及び基地局３の機能的構成を示すブロック図である。

センサ装置２は、クラウドサーバ４で収集するために基地局３へ伝達される各種データを取得する装置である。センサ装置２は、所定物理量の検出等を行って各種データを取得する。センサ装置２は、通信システム１のエンドポイントである。

センサ装置２は、図２に示されるように、第１センサ１１と、第２センサ１２と、通信モジュール２０とを備える。

第１センサ１１は、所定の第１物理量を検出対象とするセンサである。すなわち、第１センサ１１は、機械的、熱的、光的、電気的、磁気的、化学的、時間的及び空間的な物理量の中から第１物理量として予め定められた物理量を検出するセンサである。第１センサ１１は、制御部２３と接続され、第１センサ１１で検出されたデータである第１検出データを制御部２３へ出力する。第１検出データは、センサ装置２から基地局３へ伝達されるデータであり、クラウドサーバ４に収集されるデータである。

第２センサ１２は、第１物理量とは異なる第２物理量を検出対象とするセンサである。すなわち、第２センサ１２は、機械的、熱的、光的、電気的、磁気的、化学的、時間的及び空間的な物理量の中から、第１物理量とは異なる第２物理量として予め定められた物理量を検出するセンサである。第２センサ１２は、制御部２３と接続され、第２センサ１２で検出されたデータである第２検出データを制御部２３へ出力する。第２検出データは、第１検出データとは異なる検出データであり、クラウドサーバ４に収集されるデータではなくてよい。

第１センサ１１及び第２センサ１２は、様々な組み合わせで構成することが可能である。例えば、第１センサ１１は、第１物理量として温度及び湿度を検出する温湿度センサであり、第２センサ１２は、第２物理量として照度を検出する照度センサであってよい。また、例えば、第１センサ１１は、第１物理量として位置情報を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）センサであり、第２センサ１２は、第２物理量として加速度を検出する加速度センサであってよい。また、例えば、第１センサ１１は、第１物理量として人物等の動作を検出する人感センサであり、第２センサ１２は、第２物理量として照度を検出する照度センサであってよい。また、例えば、第１センサ１１は、第１物理量として電力量を検出する電力量計であり、第２センサ１２は、第２物理量としてパルス信号を検出するカウンタであってよい。

第１センサ１１及び第２センサ１２のそれぞれは、１つの物理量だけを検出する１つのセンサであることに限定されず、複数の物理量を検出可能な１つのセンサ、或いは、１つの物理量を検出する複数のセンサであってよい。すなわち、第１検出データ及び第２検出データのそれぞれは、１又は複数の物理量を示すデータであってよい。

通信モジュール２０は、センサ装置２に設けられた無線通信モジュールである。通信モジュール２０は、センサ装置２と基地局３との間で無線通信を行うための通信モジュールである。通信モジュール２０は、センサ装置２から基地局３へ伝達されるデータとして、第１センサ１１から出力された第１検出データを基地局３へ送信する。

通信モジュール２０は、図２に示されるように、無線通信回路部２１と、記憶部２２と、制御部２３とを備える。

通信モジュール２０は、無線通信回路部２１、記憶部２２及び制御部２３を備えたＳｏＣ（System on a Chip）と、このＳｏＣが搭載されるプリント基板とから構成されてよい。プリント基板には、プリントアンテナが設けられてもよいし、外部アンテナとの接続に用いられるコネクタが設けられてもよい。

無線通信回路部２１は、アンテナを含み、基地局３との間で無線通信を行う通信回路である。無線通信回路部２１は、制御部２３と接続され、制御部２３から出力された第１検出データを基地局３へ送信する。

記憶部２２には、制御部２３が各種処理を実行するために必要な各種プログラム、及び、各種設定情報、並びに、各種処理の結果として一時的に生じたデータ等が記憶される。

特に、記憶部２２には、通信モジュール２０の通信機能を実現するためのファームウェアが予め記憶されている。このファームウェアは、上述のＳＩＧＦＯＸ等をはじめとする基地局３の無線通信規格に準じて実装されたプログラムを備える。また、このファームウェアは、通信モジュール２０の周辺回路とのシリアルデータ通信に係るプログラムを備える。また、このファームウェアは、基地局３との無線通信に係る通信回数及びデータの送信間隔を制御するプログラムを備える。

制御部２３は、プロセッサを含み、通信モジュール２０の各構成要素を統括的に制御して、通信モジュール２０の各種機能を実現するための各種処理を実行する。具体的には、制御部２３は、第１検出データが基地局３へ送信されるよう無線通信回路部２１を制御する。

特に、制御部２３は、所定のイベントがセンサ装置２に発生しているイベント発生期間中、第１検出データがイベント発生期間外よりも集中して基地局３へ送信されるよう、第１検出データの送信間隔を制御する。第１検出データが集中して送信されるとは、単位時間当たりの第１検出データの送信回数が、イベント発生期間外よりも多いことである。言い換えると、第１検出データが集中して送信されるとは、第１検出データの送信間隔が、イベント発生期間中よりも短縮されることである。

第１検出データの送信間隔を制御する際、制御部２３は、第１センサ１１とは異なるセンサ装置２の内蔵機器から出力された情報に基づいて送信間隔を制御する。第１センサ１１とは異なるセンサ装置２の内蔵機器とは、第２センサ１２である。第１センサ１１とは異なるセンサ装置２の内蔵機器から出力された情報とは、第２センサ１２から出力された第２検出データである。そして、上述のイベント発生期間とは、第２検出データが所定の条件Ａを満たす期間のことである。

第２検出データの条件Ａは、第１センサ１１及び第２センサ１２の組み合わせ、並びに、第１検出データを集中して送信する目的に応じて予め定められている。例えば、第１センサ１１及び第２センサ１２が温湿度センサ及び照度センサであり、温湿度データを日中に集中して送信する場合、第２検出データの条件Ａは、照度データが日中を示す範囲内にあること、と定められてよい。また、第１センサ１１及び第２センサ１２がＧＰＳセンサ及び加速度センサであり、センサ装置２の被設置物が移動し始めた際にその位置情報を集中して送信する場合、第２検出データの条件Ａは、加速度データが移動開始を示す範囲内にあること、と定められてよい。また、第１センサ１１及び第２センサ１２が人感センサ及び照度センサであり、人物の進入を示すデータを夜間に集中して送信する場合、第２検出データの条件Ａは、照度データが夜間を示す範囲内にあること、と定められてよい。また、第１センサ１１及び第２センサ１２が電力量計及びカウンタであり、カウンタの積算値が所定値以上であると電力量を集中して送信する場合、第２検出データの条件Ａは、カウンタの積算値が所定値以上であること、と定められてよい。

制御部２３は、第２検出データが所定の条件Ａを満たす期間を、クラウドサーバ４に収集される第１検出データが多く発生する期間と整合するように予め定めておいてよい。それにより、制御部２３は、第２センサ１２から出力された第２検出データが条件Ａを満たす期間中に第１検出データの送信間隔を短縮することによって、クラウドサーバ４に収集される第１検出データを集中して基地局３へ送信することができる。

制御部２３は、図２に示されるように、保持部２４と、判定部２５と、送信間隔設定部２６と、送信回数管理部２７とを備えてよい。

保持部２４は、第１センサ１１から出力された第１検出データを受け取って保持する。保持部２４は、第１検出データの送信タイミングが到来すると、保持された第１検出データを無線通信回路部２１へ出力する。第１検出データの送信タイミングは、送信間隔設定部２６で設定された第１検出データの送信間隔に応じて決定される。また、保持部２４は、第１検出データを無線通信回路部２１へ出力すると、その旨を送信回数管理部２７へ通知する。

判定部２５は、第２センサ１２から出力された第２検出データを受け取る。判定部２５は、第２検出データが所定の条件Ａを満たすか否かを判定し、判定結果を送信間隔設定部２６へ出力する。

送信間隔設定部２６は、第２センサ１２から出力された第２検出データが所定の条件Ａを満たす期間中、この期間外よりも第１検出データが集中して基地局３へ送信されるよう、第１検出データの送信間隔を制御する。すなわち、送信間隔設定部２６は、第２センサ１２から出力された第２検出データが所定の条件Ａを満たす期間中、第１検出データの送信間隔を、この期間外での第１検出データの送信間隔よりも短縮する。

具体的には、送信間隔設定部２６は、第２検出データが条件Ａを満たさないことを示す判定結果が判定部２５から出力されると、第１検出データの送信間隔を、デフォルトの送信間隔に設定する。送信間隔設定部２６は、第２検出データは条件Ａを満たすことを示す判定結果が判定部２５から出力されると、第１検出データの送信間隔を、デフォルトの送信間隔より短縮された送信間隔に設定する。

送信間隔設定部２６は、設定された送信間隔に応じて第１検出データの送信タイミングを決定する。送信間隔設定部２６は、第１検出データの送信タイミングが到来すると、その旨を保持部２４へ通知し、保持部２４に保持された第１検出データを無線通信回路部２１へ出力させる。

デフォルトの送信間隔及び短縮された送信間隔は、予め定められて記憶部２２に記憶されている。第１センサ１１及び第２センサ１２が温湿度センサ及び照度センサである上述の例では、デフォルトの送信間隔は、例えば２時間であり、短縮された送信間隔は、例えば２０分であると定められてよい。また、第１センサ１１及び第２センサ１２がＧＰＳセンサ及び加速度センサである上述の例では、デフォルトの送信間隔は、例えば２時間であり、短縮された送信間隔は、例えば、数分から数十分の間で５回であると定められてよい。また、第１センサ１１及び第２センサ１２が人感センサ及び照度センサである上述の例では、デフォルトの送信間隔は、例えば、４時間であり、短縮された送信間隔は、例えば２分であると定められてよい。また、第１センサ１１及び第２センサ１２が電力量計及びカウンタである上述の例では、デフォルトの送信間隔は、例えば３時間であり、短縮された送信間隔は、例えば１時間であると定められてよい。

送信回数管理部２７は、第１検出データの所定期間当たりの送信回数を管理する。具体的には、送信回数管理部２７は、第１検出データが無線通信回路部２１へ出力されると、第１検出データの所定期間当たりの送信回数をインクリメントする。所定期間当たりとは、例えば、１日当たりであってよい。

基地局３の無線通信規格では、センサ装置２から基地局３への上り通信における所定期間当たりの最大通信回数が指定されていてよい。基地局３の無線通信規格では、基地局３からセンサ装置２への下り通信における所定期間当たりの最大通信回数が指定されていてよい。また、基地局３の無線通信規格では、下り通信における最大通信回数が、上り通信における最大通信回数以下であると指定されていてよい。例えば、基地局３の無線通信規格では、上り通信を１日当たり最大５０回まで実行可能と指定され、下り通信を１日当たり最大２回まで実行可能と指定されていてよい。これらの最大通信回数は、通信システム１の無線通信ネットワークサービスを運営する事業者との契約等で予め指定されていてよい。

送信回数管理部２７は、第１検出データの所定期間当たりの送信回数を、上り通信における所定期間当たりの最大通信回数以下に制限する。具体的には、送信回数管理部２７は、ある所定期間において、第１検出データの送信回数が最大通信回数に到達したならば、新たな所定期間が開始されるまで、基地局３への第１検出データの送信を停止する。

基地局３は、通信システム１のバックエンドであるクラウドサーバ４に接続された無線通信設備である。基地局３は、上述のＳＩＧＦＯＸ等の無線通信規格に準じた無線通信設備であってよい。基地局３は、センサ装置２の通信モジュール２０との間で無線通信を行う。基地局３は、通信モジュール２０から送信された第１検出データを受信すると、受信された第１検出データをクラウドサーバ４に転送して、クラウドサーバ４に収集させる。

［実施形態１：データ送信処理］
図３は、実施形態１に係る通信モジュール２０で行われるデータ送信処理の流れを示す図である。

本実施形態では、センサ装置２で取得されたデータを基地局３へ伝達するためにセンサ装置２で行われる処理を、単に「データ送信処理」とも称する。データ送信処理では、センサ装置２の通信モジュール２０は、取得されたデータをパケット単位で基地局３へ送信する。本実施形態では、通信モジュール２０から基地局３へ送信されるパケットを、単に「送信パケット」とも称する。同様に、本実施形態では、送信パケットに応答するために基地局３から通信モジュール２０へ送信されるパケットを、単に「応答パケット」とも称する。

ステップ３０１において、通信モジュール２０の制御部２３は、第１センサ１１及び第２センサ１２から第１検出データ及び第２検出データが出力されたか否かを判定する。制御部２３は、第１検出データ及び第２検出データが出力されていない場合、第１検出データ及び第２検出データが出力されるまでスリープ状態で待機する。それにより、通信モジュール２０は、消費電力を低減することができ、通信システム１の低コスト化及び長寿命化を図ることができる。一方、制御部２３は、第１検出データ及び第２検出データが出力された場合、ステップ３０２へ移行する。

ステップ３０２において、制御部２３は、第１センサ１１及び第２センサ１２から出力された第１検出データ及び第２検出データを取得する。

ステップ３０３において、制御部２３は、取得された第２検出データが条件Ａを満たすか否かを判定する。制御部２３は、取得された第２検出データが条件Ａを満たす場合、ステップ３０４へ移行する。一方、制御部２３は、取得された第２検出データが条件Ａを満たさない場合、ステップ３０５へ移行する。

ステップ３０４において、制御部２３は、第２検出データが条件Ａを満たす場合、第１検出データの送信間隔を、短縮された送信間隔に設定する。そして、制御部２３は、ステップ３０６へ移行する。

ステップ３０５において、制御部２３は、第２検出データが条件Ａを満たさない場合、第１検出データの送信間隔を、デフォルトの送信間隔に設定する。そして、制御部２３は、ステップ３０６へ移行する。

ステップ３０６において、制御部２３は、設定された送信間隔に応じて第１検出データの送信タイミングを決定する。そして、制御部２３は、第１検出データの送信タイミングが到来すると、第１検出データを無線通信回路部２１から基地局３へ送信させる。

ステップ３０７において、制御部２３は、第１検出データの所定期間当たりの送信回数をインクリメントする。

ステップ３０８において、制御部２３は、第１検出データの所定期間当たりの送信回数が、上り通信における所定期間当たりの最大通信回数に到達したか否かを判定する。制御部２３は、第１検出データの所定期間当たりの送信回数が、上り通信における所定期間当たりの最大通信回数に到達していない場合、ステップ３０１へ移行する。一方、制御部２３は、第１検出データの所定期間当たりの送信回数が、上り通信における所定期間当たりの最大通信回数に到達した場合、本処理を終了する。

このように、制御部２３は、第２センサ１２から出力された第２検出データに基づいて、第１検出データの送信間隔を制御することができる。特に、制御部２３は、第２検出データが所定の条件Ａを満たす期間中、第１検出データの送信間隔を短縮し、第１検出データを集中して基地局３へ送信させることができる。

［実施形態１：作用効果］
以上のように、実施形態１に係るセンサ装置２は、第１センサ１１とは異なるセンサ装置２の内蔵機器である第２センサ１２から出力された第２検出データに基づいて、第１検出データの送信間隔を制御する。このため、センサ装置２は、センサ装置２自身の判断によって第１検出データの送信間隔を制御することができる。それにより、センサ装置２は、センサ装置２の動作状況又は周囲環境等の変化に応じて、第１検出データの送信タイミング及び送信回数を自律的に変化させることができる。その結果、センサ装置２は、クラウドサーバ４に収集される第１検出データを、消費電力を抑制しながら効率良く基地局３へ送信することができる。ゆえに、センサ装置２は、通信システム１のデータ通信量が著しく制限されていても、通信システム１に容易に導入可能であり、クラウドサーバ４に効率良くデータを収集させることができる。よって、実施形態１に係るセンサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、効率良いデータ収集を実現することができ、ビッグデータ分析の精度向上を図ることができる。

また、通信システム１では、センサ装置２から基地局３への上り通信及び基地局３からセンサ装置２への下り通信における所定期間当たりの最大通信回数が、基地局３によって予め指定されていてよい。すなわち、通信システム１では、これらの所定期間当たりの最大通信回数が基地局３によって制限されていることから、センサ装置２の消費電力は抑制されると共に、通信システム１のデータ通信量は制限され得る。実施形態１に係るセンサ装置２は、第１検出データの所定期間当たりの送信回数を、上り通信における所定期間当たりの最大通信回数以下に制限することができる。それにより、センサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、クラウドサーバ４に収集される第１検出データを確実に基地局３へ送信することができる。よって、実施形態１に係るセンサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、効率良いデータ収集を確実に実現することができ、ビッグデータ分析の精度向上を確実に図ることができる。

特に、通信システム１では、下り通信における所定期間当たりの最大通信回数が、上り通信における所定期間当たりの最大通信回数以下であると、基地局３によって予め指定されてよい。すなわち、通信システム１では、通信システム１の下り通信におけるデータ通信量が極端に制限され得る。実施形態１に係るセンサ装置２は、第１検出データの送信タイミング及び送信回数を自律的に変化させることができる。このため、センサ装置２は、通信システム１の下り通信におけるデータ通信量が極端に制限されていても容易に導入可能であり、クラウドサーバ４に効率良くデータを収集させることができる。更には、センサ装置２は、下り通信を利用せずに上り通信を利用するだけでも、クラウドサーバ４に効率良くデータを収集させることができる。よって、実施形態１に係るセンサ装置２は、データ通信量が極端に制限された通信システム１であっても、効率良いデータ収集を実現することができ、ビッグデータ分析の精度向上を図ることができる。

更に、実施形態１に係るセンサ装置２は、第２検出データが所定の条件Ａを満たす期間中、この期間外よりも第１検出データの送信間隔を短縮することができる。このため、センサ装置２は、クラウドサーバ４に収集される第１検出データを、所望の期間中だけ集中して基地局３へ送信することができる。それにより、センサ装置２は、クラウドサーバ４に収集される第１検出データを、更に効率良く基地局３へ送信することができる。よって、実施形態１に係るセンサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、更に効率良いデータ収集を実現することができ、ビッグデータ分析の精度向上を更に図ることができる。

更に、実施形態１に係るセンサ装置２では、第１検出データの送信間隔の制御を、センサ装置２の各構成要素を統括的に制御する制御部が行うのではなく、通信モジュール２０に含まれる制御部２３が行う。このため、センサ装置２では、センサ装置２の制御部を設計変更しなくても、第１検出データの自律的な送信機能を実現することができる。それにより、センサ装置２では、コスト増加を極力抑制しつつ、第１検出データの自律的な送信機能を実現することができる。ゆえに、センサ装置２は、通信システム１のデータ通信量が著しく制限されていても更に容易に導入可能であり、クラウドサーバ４に効率良くデータを収集させることができる。よって、実施形態１に係るセンサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、効率良いデータ収集を容易に実現することができ、ビッグデータ分析の精度向上を容易に図ることができる。

［実施形態２］
実施形態２に係るセンサ装置２について説明する。実施形態２に係るセンサ装置２の説明において、実施形態１に係るセンサ装置２と同様の構成及び動作に係る説明については、重複する説明となるため省略する。

図４は、実施形態２に係るセンサ装置２及び基地局３の機能的構成を示すブロック図である。図５は、実施形態２に係る通信モジュール２０で行われるデータ送信処理の流れを示す図である。

上述の実施形態１に係るセンサ装置２は、センサ装置２から基地局３へ伝達されるデータである第１検出データを出力する第１センサ１１と、第１センサ１１とは異なる第２センサ１２とを備える。そして、実施形態１に係る制御部２３は、第１センサ１１とは異なるセンサ装置２の内蔵機器である第２センサ１２から出力された第２検出データに基づいて、第１検出データの送信間隔を制御する。

これに対し、実施形態２に係るセンサ装置２は、図４に示されるように、第１センサ１１の代わりにセンサ１３を備える。すなわち、センサ装置２では、センサ１３から出力される検出データが、センサ装置２から基地局３へ伝達されるデータであり、クラウドサーバ４に収集されるデータである。また、センサ装置２は、センサ装置２の電源であるバッテリ１４を備える。そして、実施形態２に係る制御部２３は、バッテリ１４の残量データに基づいて、センサ１３の検出データの送信間隔を制御する。すなわち、実施形態２において、センサ１３とは異なるセンサ装置２の内蔵機器とは、バッテリ１４である。センサ１３とは異なるセンサ装置２の内蔵機器から出力された情報とは、バッテリ１４の残量データである。

残量データは、バッテリ１４の残量を示すデータであり、バッテリ１４の最大充電量に対するバッテリ１４の現在の充電量の割合を示すデータであってよい。センサ１３は、第１センサ１１と同様に、機械的、熱的、光的、電気的、磁気的、化学的、時間的及び空間的な物理量の中から予め定められた物理量を検出するセンサである。

実施形態２に係る制御部２３は、バッテリ１４の残量データが所定の条件Ｂを満たす期間中、センサ１３の検出データがこの期間外よりも集中して基地局３へ送信されるよう、検出データの送信間隔を制御する。すなわち、制御部２３は、バッテリ１４の残量データが所定の条件Ｂを満たす期間中、センサ１３の検出データの送信間隔を、この期間外での検出データの送信間隔よりも短縮する。

具体的には、実施形態２に係る制御部２３は、図５のステップ５０５に示されるように、残量データが条件Ｂを満たさない場合、センサ１３の検出データの送信間隔を、デフォルトの送信間隔に設定する。一方、制御部２３は、ステップ５０４に示されるように、残量データが条件Ｂを満たす場合、センサ１３の検出データの送信間隔を、デフォルトの送信間隔より短縮された送信間隔に設定する。デフォルトの送信間隔は、例えば数時間に１回程度であり、短縮された送信間隔は、例えば１時間に数回程度であると定められてよい。

残量データの条件Ｂは、センサ１３の検出データを集中して送信するべきセンサ装置２の動作状況に応じて予め定められている。具体的には、バッテリ１４の交換が必要な充電量等を閾値とすると、残量データの条件Ｂは、残量データがこの閾値以下を示すこと、と定められてよい。この閾値は、例えば１０％であってよい。センサ１３の検出データが集中して基地局３へ送信されると、基地局３に接続されたクラウドサーバ４は、バッテリ１４の交換が不要である正常な動作状況よりも頻繁に検出データを受信する。それにより、クラウドサーバ４は、バッテリ１４の残量が無くなる時期が迫っていることを把握することができる。

以上のように、実施形態２に係るセンサ装置２は、センサ１３とは異なるセンサ装置２の内蔵機器であるバッテリ１４から出力された残量データに基づいて、センサ１３の検出データの送信間隔を制御する。このため、センサ装置２は、センサ装置２自身の判断によって、検出データの送信間隔を制御することができる。特に、センサ装置２は、バッテリ１４の残量データが所定の条件Ｂを満たす期間中、センサ１３の検出データがこの期間外よりも集中して基地局３へ送信されるよう、検出データの送信間隔を短縮することができる。すなわち、センサ装置２は、バッテリ１４の残量が無くなる時期が迫っていると、検出データの送信タイミング及び送信回数を自律的に変化させて、バッテリ１４の残量が無くなる時期が迫っていることを警告することができる。

それにより、実施形態２に係るセンサ装置２は、バッテリ１４の残量が無くなる前にバッテリ１４の交換を促すことができる。このことは、バッテリ１４の残量が無くなることによって、クラウドサーバ４に収集される検出データがセンサ装置２から不意に送信されなくなることを抑制することに繋がる。このため、センサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、クラウドサーバ４に収集される検出データを確実に基地局３へ送信することができる。よって、実施形態２に係るセンサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、効率良いデータ収集を実現することができ、ビッグデータ分析の精度向上を図ることができる。

なお、実施形態２に係るセンサ装置２は、残量データが所定の条件Ｂを満たす期間中、バッテリ１４の残量が無くなる時期が迫っていることを警告する警告データを、センサ１３の検出データに付加して基地局３へ送信してもよい。また、センサ装置２は、残量データが所定の条件Ｂを満たす期間中、この警告データを、検出データとは別に基地局３へ送信してもよい。警告データを検出データとは別に基地局３へ送信する際、センサ装置２は、検出データの送信間隔を短縮するのではなく、警告データの送信間隔を短縮してもよい。

［実施形態３］
実施形態３に係るセンサ装置２について説明する。実施形態３に係るセンサ装置２の説明において、実施形態１又は２に係るセンサ装置２と同様の構成及び動作に係る説明については、重複する説明となるため省略する。

図６は、実施形態３に係る通信モジュール２０で行われるデータ送信処理の流れを示す図である。

上述の実施形態２に係るセンサ装置２は、バッテリ１４の残量データが所定の条件Ｂを満たす期間中、センサ１３の検出データがこの期間外よりも集中して基地局３へ送信されるよう、検出データの送信間隔を短縮する。

これに対し、実施形態３に係るセンサ装置２は、バッテリ１４の残量データが所定の条件Ｂを満たす期間中、バッテリ１４の消耗量がこの期間外よりも低減されるよう、センサ１３の検出データの送信間隔を制御する。すなわち、センサ装置２は、バッテリ１４の残量データが所定の条件Ｂを満たす期間中、センサ１３の検出データの送信間隔を、この期間外での検出データの送信間隔よりも延長する。

具体的には、実施形態３に係る制御部２３は、図６のステップ６０５に示されるように、残量データが条件Ｂを満たさない場合、センサ１３の検出データの送信間隔を、デフォルトの送信間隔に設定する。一方、制御部２３は、ステップ６０４に示されるように、残量データが条件Ｂを満たす場合、センサ１３の検出データの送信間隔を、デフォルトの送信間隔より延長された送信間隔に設定する。デフォルトの送信間隔は、例えば数時間に１回程度であり、延長された送信間隔は、例えば６時間に１回程度であると定められてよい。

以上のようなことから、実施形態３に係るセンサ装置２は、バッテリ１４の残量が無くなる時期が迫ってくると、検出データの送信タイミング及び送信回数を自律的に変化させて、バッテリ１４の消耗量を低減させることができる。それにより、センサ装置２は、バッテリ１４の残量が無くなる前にバッテリ１４の交換を促すことができる。このことは、バッテリ１４の残量が無くなることによって、クラウドサーバ４に収集される検出データが不意にセンサ装置２から送信されなくなることを抑制することに繋がる。このため、センサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、クラウドサーバ４に収集される検出データを確実に基地局３へ送信することができる。よって、実施形態３に係るセンサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、効率良いデータ収集を実現することができ、ビッグデータ分析の精度向上を図ることができる。

［実施形態４］
実施形態４に係るセンサ装置２について説明する。実施形態４に係るセンサ装置２の説明において、実施形態１〜３に係るセンサ装置２と同様の構成及び動作に係る説明については、重複する説明となるため省略する。

図７は、実施形態４に係るセンサ装置２及び基地局３の機能的構成を示すブロック図である。図８は、実施形態４に係る通信モジュール２０で行われるデータ送信処理の流れを示す図である。

上述の実施形態１に係るセンサ装置２では、第１センサ１１から出力された第１検出データが、センサ装置２から基地局３へ伝達されるデータである。また、実施形態１に係る制御部２３は、第２センサ１２から出力された第２検出データが所定の条件Ａを満たすか否かを判定する判定部２５を備える。そして、制御部２３は、判定部２５の判定結果に基づいて、第１検出データの送信間隔を制御する。

これに対し、実施形態４に係るセンサ装置２では、図７に示されるように、センサ１３から出力される検出データが、センサ装置２から基地局３へ伝達されるデータである。また、実施形態４に係る制御部２３は、判定部２５の代わりに、解析部２８を備える。解析部２８は、基地局３から通信モジュール２０の無線通信回路部２１へ送信された応答パケットを解析し、検出データの送信間隔の設定情報を取得する。そして、制御部２３は、検出データの送信間隔の設定情報に基づいて、検出データの送信間隔を制御する。すなわち、実施形態４において、センサ１３とは異なるセンサ装置２の内蔵機器とは、無線通信回路部２１である。センサ１３とは異なるセンサ装置２の内蔵機器から出力された情報とは、検出データの送信間隔の設定情報である。

具体的には、実施形態４に係る制御部２３は、図８のステップ８０３に示されるように、基地局３から通信モジュール２０へ送信される応答パケットが無線通信回路部２１で受信されたか否かを判定する。そして、制御部２３は、応答パケットが無線通信回路部２１で受信された場合、ステップ８０４に示されるように、受信された応答パケットを解析する。そして、制御部２３は、ステップ８０５に示されるように、検出データの送信間隔の設定情報が応答パケットに付加されているか否かを判定する。一方、制御部２３は、応答パケットが無線通信回路部２１で受信されていない場合、ステップ８０７に示されるように、検出データの送信間隔を、デフォルトの送信間隔に設定する。

そして、制御部２３は、検出データの送信間隔の設定情報が応答パケットに付加されている場合、ステップ８０６に示されるように、検出データの送信間隔を、この設定情報が示す送信間隔に設定する。一方、制御部２３は、検出データの送信間隔の設定情報が応答パケットに付加されていない場合、ステップ８０７に示されるように、検出データの送信間隔を、デフォルトの送信間隔に設定する。設定情報が示す送信間隔は、デフォルトの送信間隔より短縮された送信間隔であってよい。或いは、設定情報が示す送信間隔は、デフォルトの送信間隔より延長された送信間隔、又は、デフォルトの送信間隔と同じ長さの送信間隔であってよい。そして、制御部２３は、ステップ８０８に示されるように、設定された送信間隔に応じて、検出データを無線通信回路部２１から基地局３へ送信させる。

その後、制御部２３は、ステップ８１０に示されるように、検出データの所定期間当たりの送信回数が、上り通信における所定期間当たりの最大通信回数に到達するまで、データ送信処理を繰り返す。そして、制御部２３は、無線通信回路部２１が送信間隔の設定情報を受信してから、無線通信回路部２１が新たな設定情報を受信するまでの期間中、受信された設定情報が示す送信間隔となるよう、検出データの送信間隔を制御する。

以上のようなことから、実施形態４に係るセンサ装置２は、センサ１３とは異なるセンサ装置２の内蔵機器である無線通信回路部２１から出力された情報に基づいて、センサ１３の検出データの送信間隔を制御する。無線通信回路部２１から出力された情報は、検出データの送信間隔の設定情報であり、基地局３から送信される応答パケットに付加されている情報である。このため、通信システム１では、データ通信量を増大させることなく、センサ装置２において検出データの送信間隔が制御される。その結果、センサ装置２は、通信システム１のデータ通信量を増大させることなく、クラウドサーバ４に収集される検出データを効率良く基地局３へ送信することができる。よって、実施形態４に係るセンサ装置２は、データ通信量が著しく制限された通信システム１であっても、効率良いデータ収集を実現することができ、ビッグデータ分析の精度向上を図ることができる。

［その他］
上述の実施形態に係るセンサ装置２は、センサ装置２から基地局３へ伝達されるデータの送信間隔の制御を、通信モジュール２０に含まれる制御部２３が行うように構成されていた。しかしながら、センサ装置２は、基地局３へ伝達されるデータの送信間隔の制御を、センサ装置２の各構成要素を統括的に制御する制御部が行うように構成されてもよい。

上述の実施形態において、センサ装置２は、特許請求の範囲に記載された「センサ装置」の一例に該当する。基地局３は、特許請求の範囲に記載された「基地局」の一例に該当する。第１センサ１１及びセンサ１３は、特許請求の範囲に記載された「センサ」の一例に該当する。無線通信回路部２１は、特許請求の範囲に記載された「無線通信回路部」の一例に該当する。制御部２３は、特許請求の範囲に記載された「制御部」の一例に該当する。第２センサ１２は、特許請求の範囲に記載された「他のセンサ」の一例に該当する。バッテリ１４は、特許請求の範囲に記載された「バッテリ」の一例に該当する。通信モジュール２０は、特許請求の範囲に記載された「通信モジュール」の一例に該当する。

上述の実施形態は、変形例を含めて各実施形態同士で互いの技術を適用し得ることは、当業者には明らかであろう。

上述の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、特許請求の範囲を逸脱することなく本発明の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される用語は、限定的でない用語として解釈されるべきである。例えば、「含む」という用語は、「含むものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「備える」という用語は、「備えるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。

１ 通信システム
２ センサ装置
３ 基地局
４ クラウドサーバ
１１ 第１センサ
１２ 第２センサ
１３ センサ
１４ バッテリ
２０ 通信モジュール
２１ 無線通信回路部
２２ 記憶部
２３ 制御部
２４ 保持部
２５ 判定部
２６ 送信間隔設定部
２７ 送信回数管理部
２８ 解析部

Claims (10)

1. 基地局との間で無線通信を行うセンサ装置であって、
   センサと、
   前記センサから出力された検出データを前記基地局へ送信する無線通信回路部と、
   前記検出データが前記基地局へ送信されるよう前記無線通信回路部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記センサとは異なる前記センサ装置の内蔵機器から出力された情報に基づいて、前記基地局への前記検出データの送信間隔を制御する、
   センサ装置。
2. 前記内蔵機器は、前記センサとは異なる他のセンサであり、
   前記制御部は、前記検出データとは異なる検出データであって前記他のセンサから出力された他の検出データに基づいて、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する、
   請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記制御部は、前記他の検出データが所定の条件を満たす期間中、前記検出データが前記期間外よりも集中して前記基地局へ送信されるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を、前記期間外での前記送信間隔よりも短縮する、
   請求項２に記載のセンサ装置。
4. 前記内蔵機器は、前記センサ装置のバッテリであり、
   前記制御部は、前記バッテリの残量データに基づいて、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する、
   請求項１に記載のセンサ装置。
5. 前記制御部は、前記残量データが所定の条件を満たす期間中、前記検出データが前記期間外よりも集中して前記基地局へ送信されるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を、前記期間外での前記送信間隔よりも短縮する、
   請求項４に記載のセンサ装置。
6. 前記制御部は、前記残量データが所定の条件を満たす期間中、前記バッテリの消耗量が前記期間外よりも低減されるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を、前記期間外での前記送信間隔よりも延長する、
   請求項４に記載のセンサ装置。
7. 前記内蔵機器は、前記無線通信回路部であり、
   前記制御部は、前記基地局から前記無線通信回路部へ送信された前記送信間隔の設定情報に基づいて、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する、
   請求項１に記載のセンサ装置。
8. 前記制御部は、前記無線通信回路部が前記設定情報を受信した後から、前記無線通信回路部が新たな前記設定情報を受信するまでの期間中、受信された前記設定情報が示す前記送信間隔となるよう、前記基地局への前記検出データの前記送信間隔を制御する、
   請求項７に記載のセンサ装置。
9. 前記センサ装置から前記基地局への上り通信における所定期間当たりの最大通信回数が、前記基地局によって予め指定されており、
   前記制御部は、前記所定期間当たりの前記検出データの送信回数を、前記最大通信回数以下に制限する、
   請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載のセンサ装置。
10. 前記無線通信回路部及び前記制御部は、前記センサ装置に設けられ前記基地局との間で無線通信を行う通信モジュールに含まれる、
    請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載のセンサ装置。