JP2021022259A - 計測端末装置及び遠隔監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 防水機能を損なわず、消費電力を増大させずに、短時間でファームウェアを書き替えることができ、また、状況に応じて動作モードを切り替え、効率的にセンサデータを伝送できる計測端末装置及び遠隔監視システムを提供する。【解決手段】 防水筐体１９の外から状態を変えられる非接触センサ（トリガセンサ）を備え、当該トリガセンサがオンになると、制御部１１が、高速通信用無線部１３を動作させ、ファームウェア書き換えの指示を受信すると、受信したファームウェアのデータで記憶しているファームウェアを更新する計測端末、また、制御部１１が、トリガセンサのオン／オフに対応して、センサデータ送信の動作モードを切り替えて設定すると共に、設定された伝送フォーマットでセンサデータを送信する計測端末装置及びこれらを備えた遠隔監視システムとしている。【選択図】 図３

Description

本発明は、計測端末装置及び遠隔監視システムに係り、特に、消費電力を抑えつつ、ファームウェアを迅速に更新することができ、また、状況に応じてセンサデータ送信の動作を適宜変更し、効率的にセンサデータを伝送できる計測端末装置及び遠隔監視システムに関する。

［先行技術の説明］
従来、監視対象物にセンサを設置して、無線を用いて遠隔監視を行う遠隔監視システム（センサネットワーク）があった。
このような遠隔監視システムは、屋外での環境モニタリング（温度・湿度・雨量等）、店舗等での照明や空調制御、ビルや工場での電力監視、自動運転制御等様々な用途に用いられる。

［遠隔監視システムの概略：図８］
一般的な遠隔監視システムの概略について図８を用いて説明する。図８は、遠隔監視システムの概略図である。
図８に示すように、遠隔監視システムは、センサ端末１-1，１-2，…，１-n（センサ端末１と記載することもある）と、親局２と、ネットワークサーバ３とを備えている。
ネットワークサーバ３と親局２とは専用ネットワークやインターネット等のネットワーク４により接続されている。

センサ端末１は、監視対象の状態を監視して、センサデータを無線通信により親局２に送信する。
親局２は、複数のセンサ端末１からのセンサデータを受信して収集し、ネットワーク４を介してネットワークサーバ３に送信する。
ネットワークサーバ３は、複数の親局２から受信したセンサデータを蓄積し、外部からの要求に応じて提供する。

ここで、センサ端末１と親局２との無線通信は、一つの親局２に広範囲のセンサ端末１が接続できるよう、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）という長距離無線通信規格を使用している。
また、センサ端末１の特徴として、設置場所が限定されないよう電池駆動としており、そのため、限られた電力で長期間の運用に耐えられるよう、低消費電力であることが求められる。
更に、屋外で使用することを想定し、防水機能が重要となる。

ＬＰＷＡは、低消費電力でありながら長距離無線伝送が可能であり、ＬｏＲａ（Long Range）変調を用いるセンサ端末１が知られている。センサ端末１では、センサ端末１から親局２への上り通信がメインとなる通信モードでは、受信機能は通常使用しないため、低消費電力化を図ることができる。

［従来のセンサ端末の構成：図９］
従来のセンサ端末の構成について図９を用いて説明する。図９は、従来のセンサ端末の構成を示す構成ブロック図である。
図９に示すように、従来のセンサ端末７０は、制御部７１と、ＬＰＷＡ通信用無線部７２と、高速通信用無線部７３と、有線通信コネクタ７４と、外部センサ７５と、内部センサ７６と、電池７７と、防水コネクタ７８と、防水筐体７９とを備えている。

制御部７１は、装置全体の制御を行うものであり、センサデータの収集や通信制御を行う。
ＬＰＷＡ通信用無線部７２は、ＬＰＷＡによる無線通信を行う。通常、外部センサ７５や内部センサ７６で取得されるセンサデータ（センサ情報）は、情報量が少ないため、ＬＰＷＡ通信用無線部７２から低速で送信される。
高速通信用無線部７３は、ＦＳＫ変調されたデータを送受信することにより、ＬＰＷＡよりも高速の高速無線通信を行う。

有線通信コネクタ７４は、ＰＣ（Personal Computer）等に接続するものであり、外部から制御部７１にアクセスして設定や操作が行われる。
外部センサ７５は、センサ端末７０の外部に設けられ、センシングを行ってセンサデータを制御部７１に出力する。
内部センサ７６は、センサ端末７０の内部に設けられたセンサであり、センシングデータを制御部７１に出力する。

電池７７は、電源を各部に供給する。
防水コネクタ７８は、外部センサ７５をセンサ端末７０と接続し、水がセンサ端末７０内に侵入するのを防ぐ構成となっている。
外部センサ７５を除く各構成要素は、防水筐体７９に内蔵されている。

上記従来のセンサ端末７０においては、外部センサ７５や内部センサ７６からのセンサデータは、制御部７１で収集され、制御部７１は、例えば、予め設定されたスケジュールに従って、センサデータをＬＰＷＡ通信用無線部７２から親局２に送信するようになっている。

［ファームウェアの書き換え］
センサ端末では、機能向上やソフトウェアのバグの修正などを目的として、ファームウェアの書き換えが行われる場合がある。
従来のセンサ端末７０では、有線通信コネクタ７４にＰＣ等を接続して、ファームウェアの書き換えを行っていた。

しかし、この方法では、防水筐体７９を開く必要があり、防水性能が劣化する恐れがある。
また、センサ端末７０が取り外しが容易でない場所に設置されていた場合、センサ端末７０を取り外して有線通信コネクタ７４にＰＣを接続することは極めて困難となる。

無線通信を利用してファームウェアを書き替える場合、センサデータの送信に用いるＬＰＷＡ用無線部７２の通信速度は、低消費電力且つ長距離通信を行うために低速であり、ファームウェアデータを受信するのに時間がかかってしまう。

一方、高速通信用無線部７３の通信速度は高速で、短時間での書き換えが可能である。
しかし、高速通信用無線部７３が起動していないとファームウェアの書き換え要求を受信できないため、高速通信用無線部７３を常時起動している必要があり、消費電力が増大し、電池等の消耗が早まってしまう。

［制御部の動作設定］
従来のセンサ端末７０では、複数のセンサが接続されており、頻繁にセンサデータが入力されるが、センサ端末７０は、無線伝送可能なデータサイズが小さいため、全てのセンサデータを親局２に送信することは困難であり、送信するセンタデータを選択する必要がある。
そのため、親局２にどのセンサデータを送信するか、また、どのようなタイミング（スケジュール）で親局２に送信するかといった動作の内容は、予め制御部７１に設定されている。
そして、制御部７１は、設定された内容に基づいてセンサデータの送信を行うようになっている。

上述したように、上り通信が主となるセンサネットワークでは、データ送信間隔の変更や送信すべきセンサデータの種類を変更する場合、ネットワークサーバ側からセンサ端末７０への制御は困難である。そのため、動作の内容を変更する場合には、ファームウェアの書き換えと同様に、筐体７９を開いてＰＣを接続して、動作内容を設定しなおすようになっていた。
更に、従来のセンサ端末７０では、センサ端末７０から親局２へのセンサデータ伝送時のデータフォーマットが固定であり、効率よくセンサデータを送信する必要があった。

［関連技術］
尚、無線通信を用いてデータを収集又は配信する従来技術としては、特開２００５−２６０７７０号公報「移動通信システム」（特許文献１）、特開２０１８−２２５０９号公報「双方向型情報配信システム」（特許文献２）がある。

特許文献１には、タクシー配車用の移動通信システムにおいて、ポーリングを用いて移動局の情報を収集することが記載されている。
特許文献２には、Ｗｉ−Ｆｉ装置を用いて端末から上位装置に情報送信し、また、上位装置から端末に情報配信することが記載されている。

特開２００５−２６０７７０号公報 特開２０１８−２２５０９号公報

上述したように、従来のセンサ端末では、ファームウェアを書き替える際に、筐体を開いてＰＣを接続すると、防水機能が損なわれる恐れがあるという問題点があった。
また、ＬＰＷＡ用無線部を用いると、書き替えに長い時間がかかり、不便であるという問題点があった。
また、高速通信用無線部を用いてファームウェアを書き替える場合、高速通信用無線部を常時起動させている必要があり、消費電力が増大してしまうという問題点があった。

更に、従来のセンサ端末では、親局へ送信するセンサデータや、送信スケジュールといった動作内容を変更するには、筐体を開けてＰＣを接続して設定を行わなければならず、防水機能が損なわれる恐れがあるという問題点があった。
また、ＬＰＷＡ通信では、一度に送信できるデータサイズが小さいため、複数のセンサデータを効率的に送る必要があるという問題点があった。

尚、特許文献１及び特許文献２には、非接触センサであるトリガセンサを本体内部に備え、トリガセンサがオンになると、高速通信用無線部を起動して、受信したファームウェアデータでファームウェアを更新することや、トリガセンサがオンになるとセンサデータ送信の動作モードを切り替えることは記載されていない。

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、防水機能を損なわず、消費電力を増大させずに、短時間でファームウェアを書き替えることができ、また、状況に応じて動作モードを切り替え、効率的にセンサデータを伝送できる計測端末装置及び遠隔監視システムを提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、監視対象の状態を検出するセンサを備え、センサで検出されたセンサデータを上位局に無線送信する計測端末装置であって、センサデータの送信に用いられる低消費電力用無線部と、センサデータの送信より高速で通信する高速通信用無線部と、当該装置の内部に設けられ、装置の外部から非接触でオン／オフの状態を切り替えるトリガセンサと、トリガセンサがオンになると、高速通信用無線部を起動して、ファームウェアデータを受信し、ファームウェアの更新を行う制御部とを備えたことを特徴としている。

また、本発明は、監視対象の状態を検出するセンサを備え、センサで検出されたセンサデータを上位局に無線送信する計測端末装置であって、センサデータの送信に用いられる低消費電力用無線部と、当該装置に設けられ、オン／オフの状態を切り替えるトリガセンサと、送信すべきセンサデータと送信スケジュールとを規定する動作モードを複数記憶し、複数の動作モードの内、トリガセンサのオン／オフの状態に応じていずれかの動作モードを選択し、選択された動作モードに従ってセンサデータの送信を行う制御部とを備えたことを特徴としている。

また、本発明は、上記計測端末装置において、トリガセンサが、装置の内部に設けられ、装置の外部から非接触でオン／オフの状態を切り替えるセンサ、又は装置の外部に設けられ、検出したセンサデータに応じてオン／オフの状態を切り替えるセンサであることを特徴としている。

また、本発明は、上記計測端末装置において、制御部が、動作モードに応じて伝送フォーマットを変更可能であることを特徴としている。

また、本発明は、遠隔監視システムにおいて、上記のいずれか記載の計測端末装置と、計測端末装置からセンサデータを受信して、ネットワークを介して送信する上位局と、上位局から送信されたセンサデータを受信して記憶し、要求に応じて、記憶されたセンサデータを提供するサーバ装置とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、監視対象の状態を検出するセンサを備え、センサで検出されたセンサデータを上位局に無線送信する計測端末装置であって、センサデータの送信に用いられる低消費電力用無線部と、センサデータの送信より高速で通信する高速通信用無線部と、当該装置の内部に設けられ、装置の外部から非接触でオン／オフの状態を切り替えるトリガセンサと、トリガセンサがオンになると、高速通信用無線部を起動して、ファームウェアデータを受信し、ファームウェアの更新を行う制御部とを備えた計測端末装置としているので、ファームウェアの更新が必要になった場合には、保守員が装置の外部からトリガセンサをオンとすれば、高速通信用無線部を起動して高速通信でファームウェアデータを受信して更新することができ、筐体を開かなくて済むため防水性を損なわず、容易且つ迅速にファームウェアの書き換えを行うことができる効果がある。

また、本発明によれば、監視対象の状態を検出するセンサを備え、センサで検出されたセンサデータを上位局に無線送信する計測端末装置であって、センサデータの送信に用いられる低消費電力用無線部と、当該装置に設けられ、オン／オフの状態を切り替えるトリガセンサと、送信すべきセンサデータと送信スケジュールとを規定する動作モードを複数記憶し、複数の動作モードの内、トリガセンサのオン／オフの状態に応じていずれかの動作モードを選択し、選択された動作モードに従ってセンサデータの送信を行う制御部とを備えた計測端末装置としているので、トリガセンサの状態に応じて、送信するセンサデータの種類や数、送信スケジュールを設定できるので、状況に応じたセンシング動作を行うことができる効果がある。

また、本発明によれば、トリガセンサが、装置の内部に設けられ、装置の外部から非接触でオン／オフの状態を切り替えるセンサ、又は装置の外部に設けられ、検出したセンサデータに応じてオン／オフの状態を切り替えるセンサである上記計測端末装置としているので、用途に応じてトリガセンサを適宜使い分けることで、所望の動作を行わせることができる効果がある。

また、本発明によれば、制御部が、動作モードに応じて伝送フォーマットを変更可能である上記計測端末装置としているので、選択された動作モードで送信すべきセンサデータの数やデータ量に応じて、伝送フォーマットを変更することで、全体のデータ量を増大させずに効率的にセンサデータを送信することができる効果がある。

また、本発明によれば、上記のいずれか記載の計測端末装置と、計測端末装置からセンサデータを受信して、ネットワークを介して送信する上位局と、上位局から送信されたセンサデータを受信して記憶し、要求に応じて、記憶されたセンサデータを提供するサーバ装置とを備えた計測端末装置としているので、計測端末装置の防水機能を損なうことなく、ファームウェアの更新を迅速に行い、また、状況に応じてセンサデータ送信の動作を適宜変更することができ、システムの保守管理を容易にできる効果がある。

本センサ端末の構成ブロック図である。 本遠隔監視システムの例として水位監視システムを示す説明図である。 本センサ端末の状態遷移図である。 動作モードの例（１）を示す説明図である。 動作モードの例（２）を示す説明図である。 データ伝送フォーマットの例を示す説明図である。 動作モード切替の処理を示すフローチャートである。 遠隔監視システムの概略図である。 従来のセンサ端末の構成を示す構成ブロック図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る計測端末装置（本計測端末装置）は、筐体の外から操作可能な非接触センサ（トリガセンサ）を備え、当該トリガセンサがオンになると、制御部が、高速通信用無線部を動作させ、ファームウェア書き換えの指示を受信すると、受信したファームウェアのデータで記憶しているファームウェアを更新するようにしているので、例えばトリガセンサとして磁気センサを備えておけば、保守員が、外部から磁石等で磁気センサをオンとすることで、高速通信用無線部を駆動させて、高速通信でファームウェアデータを受信して更新することができ、筐体を開かなくて済むため防水性を損なわず、迅速にファームウェアの書き換えを行うことができるものである。

また、本発明の別の実施の形態に係る計測端末装置（別の計測端末装置）は、予めトリガセンサのオン／オフに対応した２種類の動作モードと各動作モードに対応する伝送フォーマットとを記憶しており、トリガセンサのオン／オフの状態に応じて、動作モードを切り替えて設定すると共に、設定された動作フォーマットでセンサデータを送信するものであり、状況に応じて筐体の外からトリガセンサを動作させて、センサ端末の動作モードを変更でき、動作モードに応じて効率よくセンサデータを送信することができるものである。

別の計測端末装置では、動作モードの変更によって、例えば、同一種類のセンサについてセンサデータを送信するセンサの数を変える、センサデータを送信するセンサの種類を変える、送信スケジュールを変更する、といったことが可能となるものである。
また、本発明の実施の形態に係る遠隔監視システムは、本計測端末装置又は／及び別の計測端末装置を備えたセンサネットワークである。

［本計測端末装置の構成：図１］
本計測端末装置（本センサ端末）は、従来のセンサ端末と同様に、図８に示した遠隔監視システムにおけるセンサ端末１として用いられるものである。尚、親局２は、請求項に記載した上位局に相当し、ネットワークサーバ３は、請求項に記載したサーバ装置に相当している。

本センサ端末の構成について図１を用いて説明する。図１は、本センサ端末の構成ブロック図である。
図１に示すように、本センサ端末１０は、従来のセンサ端末７０と同様の構成部分として、ＬＰＷＡ用無線部１２と、高速通信用無線部１３と、有線通信コネクタ１４と、外部センサ１５と、内部センサ１６と、電池１７と、防水コネクタ１８と、防水筐体１９とを備えている。従来のセンサ端末７０と同様の部分については、説明を省略する。
そして、本センサ端末１０の特徴部分として、磁気センサ２１とを備えており、また、制御部１１の動作が従来とは一部異なっている。
尚、ＬＰＷＡ用無線部１２は、請求項に記載した低消費電力用無線部に相当している。

本センサ端末１０の特徴部分について具体的に説明する。
磁気センサ２１は、磁気を検知してセンサデータを出力する非接触センサであり、本センサ端末１０の防水筐体１９内に設けられている。

磁気センサ２１は、常時磁気を検出して、検出された磁気レベルに応じたセンサデータを出力している。平常時には、磁気センサ２１の出力はＬレベルとなっている。
外部から磁石が近づけられた場合には、磁気センサ２１は平常時より強い磁気を検出して、Ｈレベルのセンサデータを出力する。

制御部１１の記憶部（図示せず）は、接続されている複数のセンサの内、いずれかのセンサをトリガセンサとして記憶している。ここでは、磁気センサ２１をトリガセンサとして記憶している。
そして、本センサ端末１０は、磁気センサ２１をトリガセンサとして利用して、特定の動作を行うようにしている。具体的には、磁気センサ２１がオンになった場合には、制御部１１が、高速通信用無線部１３をオンにして、ファームウェアの書き換えを行う。
高速通信用無線部１３は、ＦＳＫ変調されたデータを送受信するものであり、ＬｏＲａ変調のＬＰＷＡ用無線部１２に比べてビットレートが高く、高速通信が可能である。

［本センサ端末１０の動作］
本センサ端末１０の動作として、ファームウェアの更新について説明する。
本センサ端末１０の制御部１１は、トリガセンサである磁気センサ２１からのセンサデータを監視し、センサデータがＨレベルになった場合（オンになった場合）に、高速通信用無線部１３を一定時間オンとするように制御する。
これにより、本センサ端末１０は、ネットワークサーバ３又は親局２又はファームウェアデータ送信用無線端末と高速無線通信を行って、ファームウェア書き換え要求及びファームウェアデータを受信する。

制御部１１は、高速通信用無線部１３からファームウェア書き換え要求を受信すると、それに続いて受信したファームウェアデータで、ファームウェアの書き換えを行う。
そして、制御部１１は、ファームウェアの書き換えが完了した場合、又は高速通信用無線部１３をオンとしてから一定時間が経過した場合に、高速通信用無線部１３を再びオフとする。

つまり、本センサ端末１０においてファームウェアの更新が必要になった場合には、保守員が防水筐体１９の外から磁石を近づけることで、磁気センサ２１をオンとして、それをトリガとして制御部１１が高速通信用無線部１３をオンとし、新しいファームウェアデータを受信して更新するものである。
磁気センサ２１の実装場所は、防水筐体１９を開けなくても、磁石を接近させればオンとなる場所とする。

これにより、本センサ端末１０では、ファームウェアの更新時に、防水筐体１９を開けて有線コネクタでＰＣを接続する必要がなくなり、防水機能の劣化を防ぐことができるものである。
また、高速通信用無線部１３によってファームウェアデータを受信するので、短時間で受信して、迅速にファームウェアの更新を行うことができるものである。
更に、制御部１１が、高速通信用無線部１３をオンにしてから一定時間経過後にオフにするので、消費電力の増大を抑えることができるものである。

［水位監視システムの例：図２］
次に、本センサ端末１０を用いた遠隔監視システム（本遠隔監視システム）の例について図２を用いて説明する。図２は、本遠隔監視システムの例として水位監視システムを示す説明図である。
水位監視システムは、本センサ端末１０と、水位センサ５と、親局２とを備えており、親局２は、図８に示したネットワークサーバ３に接続されている。
そして、水位センサ５が河川の水位ｈを測定して、センサ端末１０の制御部１１に出力し、制御部１１が、水位ｈと予め設定された警戒水位ｈｃとを比較して、水位ｈが警戒水位ｈｃを超えた場合（ｈ＞ｈｃ）に、本センサ端末１０からＬＰＷＡ通信によって親局２に警戒水位を超えた旨を示すデータを送信する。

［本センサ端末１０の状態遷移：図３］
次に、上述した水位監視システムにおける本センサ端末１０の状態遷移について図３を用いて説明する。図３は、本センサ端末の状態遷移図である。
図３に示すように、本センサ端末１０は、電源が投入されてセンサ監視状態（Ｓ３０１）になると、センサデータ（水位ｈ）を監視し、センサの状態変化として水位が警戒水位を超えたことを検出すると、親局２へＬＰＷＡ通信により警戒水位を超えたことを示す情報を送信し（Ｓ３１１）、送信完了するとセンサ監視状態（Ｓ３０１）に戻る。
尚、ここでは、センサデータがしきい値（警戒水位ｈｃ）を超えた場合に送信を行うようにしたが、定期的又は予め設定されたスケジュールに従って水位のセンサデータを送信してもよい。

また、本センサ端末１０は、センサ監視状態（Ｓ３０１）において、有線通信でのファームウェア書き換え要求を受信すると、有線通信によるファームウェアデータの受信を行い（Ｓ３２１）、ファームウェアの書き換えを行って（Ｓ３２２）、センサ監視状態（Ｓ３０１）に戻る。処理Ｓ３２１，Ｓ３２２は従来と同様の動作である。

更に、本センサ端末１０の特徴として、トリガセンサである磁気センサ２１がオンになったことを検出すると、高速通信用無線部１３を起動する（Ｓ３３１）。磁気センサ２１は、保守員等が磁石を近づけることでオンとする。

そして、高速無線通信によりファームウェアデータを受信し（Ｓ３３２）、受信完了すると、制御部１１はファームウェアの書き換えを行い（Ｓ３３３）、書き換えが完了すると、高速通信用無線部１３をオフにして高速無線通信を終了し（Ｓ３３４）、センサ監視状態（Ｓ３０１）に戻る。
尚、状態Ｓ３３１で高速無線通信を起動してから一定時間が経過すると、本センサ端末１０は、状態Ｓ３３４に移行して高速無線通信を終了する（通信タイムアウト）。
このようにして本センサ端末１０の状態遷移が行われる。

［実施の形態の効果］
本センサ端末１０によれば、防水筐体１９の外から状態を変えられる非接触センサ（トリガセンサ）を備え、当該トリガセンサがオンになると、制御部１１が、高速通信用無線部１３を動作させ、ファームウェア書き換えの指示を受信すると、受信したファームウェアのデータで記憶しているファームウェアを更新するようにしているので、例えばトリガセンサとして磁気センサ２１を備えておけば、保守員が、外部から磁石等で磁気センサ２１をオンとすることで、高速通信用無線部１３を駆動させて、高速通信でファームウェアデータを受信して更新することができ、防水筐体１９を開かないため防水性を損なわず、迅速にファームウェアの書き換えを行うことができるものである。

また、本センサ端末１０によれば、ファームウェアの書き換え時にセンサ端末を取り外す必要はなく、設置されたままの状態で書き換え可能であるため、保守員の作業量を大幅に低減でき、ファームウェア更新に要する時間を短縮することができる効果がある。

また、本センサ端末１０によれば、制御部１１が、ファームウェアの書き換えが終了した場合、若しくは高速通信用無線部１３をオンにしてから一定時間が経過した場合には、高速通信用無線部１３をオフにするようにしているので、消費電力の大きい高速通信用無線部１３を必要以上に駆動しないようにして、消費電力をできるだけ抑えることができる効果がある。

［別の実施の形態］
次に、本発明の別の実施の形態に係る計測端末装置（別のセンサ端末）について説明する。
別のセンサ端末は、上述した本センサ端末１０と同様の構成であるため、同一の符号を付して説明するが、制御部１１の動作が一部異なっている。別のセンサ端末の制御部１１は、トリガセンサがオンになった場合に、動作モードを切り替えるよう制御する。

動作モードは、親局２に送信するセンサデータ、送信タイミング、伝送フォーマット等を規定するものであり、別のセンサ端末では、トリガセンサのオン／オフに対応付けて、２種類の動作モードを切り替えて設定するようにしている。
ここでは、動作モードとしてモード１とモード２とを備え、トリガセンサのオン／オフで動作モードを切り替えるものとして説明する。そして、各動作モードの動作の内容は、予め動作モードテーブルとして設定されて制御部１１内部の記憶部に記憶されている。
トリガセンサは、外部センサ又は非接触センサであり、予め設定されている。

［動作モードの例（１）：図４］
別のセンサ端末における動作モードの例（１）について図４を用いて説明する。図４は、動作モードの例（１）を示す説明図である。
図４に示した動作モードテーブルは、水位監視システムにおけるものであり、モード１、モード２のそれぞれに対応して、データを送るセンサ、送信タイミング（送信間隔）、伝送フォーマットを規定している。

ここでは、水位センサＮｏ．１をトリガセンサとしており、水位センサＮｏ．１がオフの場合（水位データが警戒水位以下の場合）には、制御部１１は動作モードとしてモード１を設定し、水位センサＮｏ．１がオンの場合（水位データが警戒水位を超えた場合）にはモード２を設定する。

動作モードの内容は任意に設定することが可能である。
例えば、図４（ａ）の場合、平常時であるモード１の場合、水位センサＮｏ．１のみのデータを親局２に送信し、送信タイミングは、省電力の観点から例えば１時間に１回程度の間隔（図示省略）で送信するよう設定されている。また、平常時には、「正常」を示すデータのみを送信してもよい。

警戒時に設定されるモード２の場合、平常時に水位データを送信する水位センサＮｏ．１に加えて、別の箇所に設置されている水位センサＮｏ．２、水位センサＮｏ．３の水位データも送信する。つまり、トリガセンサがオンになった場合に、それまでのセンサと同じ種類のセンサの数を増やしてセンサデータを送信するものである。
また、モード２における送信タイミングは、モード１の場合よりも頻度が高く設定されている。

このように、モード変更により送信するセンサデータの数が変わった場合に、送信回数を増大させて伝送データ全体のデータ量を増やすのは好ましくない。そこで、別のセンサ端末では、所定のデータ長を効率的にセンサデータに割り付けるよう伝送フォーマットを変更して、一定のデータ長で多くの種類のセンサデータを送信可能としている。
そのため、動作モードに対応して、効率よくセンサデータを送信できる伝送フォーマットが規定されている。伝送フォーマットの例については、後述する。

また、図４（ｂ）に示す動作モードテーブルでは、モード１は（ａ）と同じであるが、警戒時のモード２では、水位センサＮｏ．１に加えて流量センサのセンサデータを送信するよう設定されている。
つまり、トリガセンサがオンになった場合に、それまでのセンサとは異なる種類のセンサデータを追加して送信するものである。

［動作モードの例（２）：図５］
更に、別の動作モードについて図５を用いて説明する。図５は、動作モードの例（２）を示す説明図である。
図５では、人が集まるような場所に設置された別のセンサ端末における動作モードテーブルの例を示している。
ここでは、例えば人感センサをトリガセンサとしており、人感センサがオフの場合（人を検出していない場合）には、制御部１１は動作モードとしてモード１を設定し、人感センサがオンの場合（人を検出した場合）には、モード２を設定する。

具体的には、人が検出されていない場合には、モード１として温度センサＮｏ．１のみのセンサデータが送信され、人が検出された場合には、モード２として温度センサＮｏ．１に加えて、温度センサＮｏ．２、ＣＯ₂センサ、湿度センサのセンサデータを送信する。
各モードに対応して、送信タイミング及び伝送フォーマットも規定されている。

尚、モード１からモード２への切り替えは、トリガセンサのオンによって行われ、モード２からモード１への切り替えは、トリガセンサのオフによって行われるが、モード２に切り替わってから一定時間が経過すると、制御部１１がモード１に戻すよう制御してもよい。

同様に、トリガセンサとして光センサを用いることも可能である。別のセンサ端末が暗い場所に設置されている場合に、保守員が別のセンサ端末に設けられている光センサに光を照射することで、動作モードの切り替えを行う。

［非接触センサを用いた例］
更に別の例として、防水筐体１９内部に設けられた磁気センサ２１をトリガセンサとして設定しておき、保守員が磁石で磁気センサ２１をオンとすることで、動作モードを切り替えるよう構成することも可能である。磁気センサ２１は、非接触センサであり、防水筐体１９の外からオンとすることができるものである。

例えば、集約したセンサデータを分析・解析した結果、データ送信の間隔や送信するセンサデータ項目の変更等が必要となった場合に、従来はネットワークサーバ３や親局２からの制御は困難であったが、別のセンサ端末では、磁気センサ２１をトリガセンサとして動作モードを切り替えることで、容易に動作内容を変更することができるものである。

また、特定の無線信号（微弱電波等）を受信した場合に電気信号を発生するセンサを備えて、保守員が無線信号を発生する装置を近づけることでセンサをオンとして、動作モードを切り替えるよう構成することも可能である。

［データ伝送フォーマットの例：図６］
次に、別のセンサ端末におけるデータ伝送フォーマットについて図６を用いて説明する。図６は、データ伝送フォーマットの例を示す説明図である。
図６（ａ）（ｂ）は、それぞれ伝送データを示しており、（ａ）と（ｂ）ではデータ格納のフォーマットが異なっている。
伝送フォーマット（ａ）（ｂ）共に、伝送データの先頭部分には、共通データ部が設けられ、共通データ部に続いてセンサデータ格納部が設けられている。

別のセンサ端末の伝送フォーマットでは、共通データ部のフォーマットは固定であるが、センサデータ格納部は、送信されるセンサデータの種類や数に応じて自由に組み替え可能であり、動作モードで規定されたデータを送るセンサに対応して予めセンサデータ格納部を適宜割り付けたフォーマットを設定しておく。

そして、図４，５に示した動作モードテーブルに、動作モードに対応して記憶しておき、センサデータ送信時には、規定されたセンサのセンサデータを、動作モードに対応する伝送フォーマットに組み込んで送信する。
尚、用途によっては、伝送データ量を小さくするために、正常時には「正常」を示すフラグを共通データ部内に含めて、共通データ部のみを送るようにしてもよい。
更に、伝送フォーマットの情報を共通データ部に含めて送信することで、伝送フォーマットが変更になった場合にネットワークサーバがその旨認識できるものとしている。

これにより、別のセンサ端末では、送信するセンサデータの種類や数に応じて伝送フォーマットを変更し、適切な伝送フォーマットで送信することができ、ＬＰＷＡで効率的にセンサデータを送信できるものである。

［動作モード切替の処理：図７］
次に、別のセンサ端末における動作モード切替の処理について図７を用いて説明する。図７は、動作モード切替の処理を示すフローチャートである。
図７に示すように、別のセンサ端末の制御部１１は、トリガセンサ（水位センサ、人感センサ、磁気センサ等）の状態を監視し、トリガセンサがオンになったかどうかを判定して（Ｓ１１）、オンになっていない場合（Ｎｏの場合）には、処理Ｓ１１を繰り返す。

また、処理Ｓ１１でトリガセンサがオンになった場合（Ｙｅｓの場合）には、制御部１１は、当該トリガセンサに対応する動作モードテーブルに従って動作モードを切り替える（モード２にする）（Ｓ１２）。
動作モードを切り替えることによって、データを送るべきセンサ、送信間隔、送信時のデータフォーマットが変更されるものである。

そして、制御部１１は、トリガセンサの状態を監視し、オフになったかどうかを判定して（Ｓ１３）、オフになっていなければ（Ｎｏの場合）、監視を続ける。
処理Ｓ１３でトリガセンサがオフになった場合には（Ｙｅｓの場合）、制御部１１は、動作モードを切り替えて元に戻し（モード１にし）、処理Ｓ１１に移行する。
このようにして、別のセンサ端末における動作モード切替の動作が行われるものである。

［別の実施の形態の効果］
別のセンサ端末によれば、制御部１１が、予め任意に設定したトリガセンサのオン／オフに対応した２種類の動作モードと各動作モードに対応する伝送フォーマットとを記憶しており、トリガセンサのオン／オフの状態に応じて、動作モードを切り替えて設定すると共に、設定された伝送フォーマットでセンサデータを送信するものであり、動作モードとして、送信すべきセンサデータ、送信スケジュール、伝送フォーマット等を設定しておけば、状況に応じて筐体の外からトリガセンサを動作させて、センサ端末の動作モードを変更でき、動作モードに応じて効率よくセンサデータを送信することができる効果がある。

更に、上述した例では、動作モードを２種類備えた場合を説明したが、より多くの動作モードを予め記憶しておき、複数の動作モードの中から、トリガセンサのオン／オフに対応してどの動作モードを設定するのかを特定しておいてもよい。
例えば、トリガセンサのオンの場合にモード１、オフの場合にモード２とする（モード１，モード２）のか、あるいはオンの場合にモード１、オフの場合にモード３とする（モード１，モード３）のかを予め決めておけば、上述した例と同様に１つのトリガセンサで動作モードの切り替えを行うことができるものである。

更にまた、別のトリガセンサを用いて、動作モードの組み合わせを切り替えて選択したり、巡回的に選択するように構成すれば、様々な状況に応じてきめ細かいセンシング動作を行うことができ、それらを外部から容易に切り替えることができる効果がある。

尚、本センサ端末１０及び別のセンサ端末に搭載される状態監視用のセンサとしては、温度センサ、湿度センサ、加速度センサ、水位センサ、ＧＰＳセンサ、熱煙センサ、ＣＯ₂センサ、ＣＯセンサ、ＰＭ２．５センサ、人感センサ等がある。

また、トリガセンサとしては、本センサ端末１０では、非接触センサである磁気センサ、光センサ、微弱無線を利用したセンサ等を用いる。
別のセンサ端末では、トリガセンサとして、上述した状態監視用のセンサのいずれかを設定してもよいし、これらとは別に本センサ端末１０と同様の非接触センサを設けてもよい。

更にまた、上述した例では、本センサ端末１０と別のセンサ端末とを別の装置として記載したが、一体に構成しても構わない。
つまり、１つのセンサ端末で、トリガセンサがオンになると高速通信用無線部を起動してファームウェアを更新すると共に、動作モードを切り替えるように構成することも可能である。
各動作に対応するトリガセンサは同一のセンサであっても、別のセンサであってもよい。

本発明は、防水機能を損なわず、消費電力を増大させずに、迅速にファームウェアを書き替えることができ、また、状況に応じて動作モードを切り替え、効率的にセンサデータを伝送できる計測端末装置及び遠隔監視システムに適している。

１，７０，１０…センサ端末、 ２…親局、 ３…ネットワークサーバ、 ５…水位センサ、 １１，７１…制御部、 １２，７２…ＬＰＷＡ通信用無線部、 １３，７３…高速通信用無線部、 １４，７４…有線通信コネクタ、 １５，７５…外部センサ、 １６，７６…内部センサ、 １７，７７…電池、 １８，７８…防水コネクタ、 １９，７９…防水筐体、 ２１…磁気センサ

Claims (5)

1. 監視対象の状態を検出するセンサを備え、前記センサで検出されたセンサデータを上位局に無線送信する計測端末装置であって、
   前記センサデータの送信に用いられる低消費電力用無線部と、
   前記センサデータの送信より高速で通信する高速通信用無線部と、
   当該装置の内部に設けられ、前記装置の外部から非接触でオン／オフの状態を切り替えるトリガセンサと、
   前記トリガセンサがオンになると、前記高速通信用無線部を起動して、ファームウェアデータを受信し、ファームウェアの更新を行う制御部とを備えたことを特徴とする計測端末装置。
2. 監視対象の状態を検出するセンサを備え、前記センサで検出されたセンサデータを上位局に無線送信する計測端末装置であって、
   前記センサデータの送信に用いられる低消費電力用無線部と、
   当該装置に設けられ、オン／オフの状態を切り替えるトリガセンサと、
   送信すべきセンサデータと送信スケジュールとを規定する動作モードを複数記憶し、前記複数の動作モードの内、前記トリガセンサのオン／オフの状態に応じていずれかの動作モードを選択し、前記選択された動作モードに従って前記センサデータの送信を行う制御部とを備えたことを特徴とする計測端末装置。
3. 前記トリガセンサが、装置の内部に設けられ、前記装置の外部から非接触でオン／オフの状態を切り替えるセンサ、又は前記装置の外部に設けられ、検出したセンサデータに応じてオン／オフの状態を切り替えるセンサであることを特徴とする請求項２記載の計測端末装置。
4. 前記制御部が、動作モードに応じて伝送フォーマットを変更可能であることを特徴とする請求項２又は３記載の計測端末装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか記載の計測端末装置と、
   前記計測端末装置からセンサデータを受信して、ネットワークを介して送信する上位局と、
   前記上位局から送信されたセンサデータを受信して記憶し、要求に応じて、前記記憶されたセンサデータを提供するサーバ装置とを備えたことを特徴とする遠隔監視システム。

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