JP2021026743A - 無線式センサ装置、センサ情報収集システム、およびセンサ情報収集方法 - Google Patents

Abstract

【課題】状況変化および監視意図に応じて柔軟な対応をすることができる無線式センサ装置およびセンサ情報収集技術を提供する。【解決手段】無線式センサ装置全体の動作を制御するプロセッサと、センサデバイスと、通信デバイスと、センサ情報の取得および送信動作を規定する平時の動作パラメータと警報時の動作パラメータとを格納する記憶デバイスとを備え、平時の動作パラメータは、測定データが所定閾値を超えたときに警報時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報時自動切換設定を含み、警報時の動作パラメータは、測定データが所定閾値を下回ったときに平時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報解除自動切換設定を含み、測定値と各設定に応じて、平時の動作パラメータと警報時の動作パラメータとの間の切り替えを自動的に行うと共に、ホスト装置からの指令に応答して、警報時自動切換設定および警報解除自動切換設定を変更する。【選択図】図６

Description

本開示は、無線式センサ装置、センサ情報収集システム、およびセンサ情報収集方法に関する。

近年、免許不要の特定小電力無線の範囲で長距離の無線伝送が可能なＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）通信方式が実用化され、また、環境発電技術も進歩してきている。このような技術動向の中、電源配線、信号配線が不要な環境発電無線式センサが実用化されつつある。これらの環境発電無線式センサは、電源配線、信号配線が不要であると言う特徴を活かし、今まで設置コストが嵩むため断念していた山間地や河川などの環境計測用として期待されるものである。また、遠隔にある設備の物理量計測、診断用として期待される。

例えば、特許文献１および特許文献２は、いずれもバッテリー駆動の無線センサであり、測定データに変化見られたときには送信周期を短くし、測定データが変化状態にないときは送信周期を長くして、バッテリーの寿命を伸ばす技術について開示する。

特許第５０４０１８１号公報 特開２００８−５２４１５号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に示されるような従来技術によれば、状況の如何に関わらず常に同一の情報しか収集することができない。例えば、平時と緊急（警報）時では収集したいとユーザが望むデータの種類は異なることが多いが、従来技術ではこの要望に応えきれていない。また、環境が平時から警報時に変化した場合、あるいは警報時から平時に変化した場合に無線式センサ装置の動作パラメータを変更するか否かは状況の変化や監視意図に応じて決定されるべきであるが、従来技術では柔軟な対応がなされていない。
本開示は、このような状況に鑑みて、状況変化および監視意図に応じて柔軟な対応をすることができるセンサ情報収集技術を提供する。

上記課題を解決するために、本開示は、装置全体の動作を制御するプロセッサと、所定の物理量を測定し、測定データを含むセンサ情報を取得するセンサデバイスと、センサ情報をホスト装置に送信する通信デバイスと、センサ情報の取得動作および送信動作を規定するパラメータであって、平時の動作パラメータと警報時の動作パラメータとを格納する記憶デバイスと、を備え、平時の動作パラメータは、測定データが所定閾値を超えたときに警報時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報時自動切換設定を含み、警報時の動作パラメータは、測定データが所定閾値を下回ったときに平時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報解除自動切換設定を含み、プロセッサは、（i）測定データの値と（ii）警報時自動切換設定および警報解除自動切換設定とに応じて、平時の動作パラメータと警報時の動作パラメータとの間の切り替えを自動的に行うと共に、ホスト装置からの設定変更指令に応答して、警報時自動切換設定および警報解除自動切換設定を変更するように構成された、無線式センサ装置について提案する。

本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。

本開示によれば、状況変化および監視意図に応じて柔軟に対応してセンサ情報を収集することが可能となる。

本実施形態によるセンサ情報収集システム１の全体構成例を示す図である。 図２Ａは、本実施形態による無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ（ｋ＝１からｎの整数）の内部構成例を示す図である。図２Ｂは、本実施形態によるホスト装置２０の内部構成例を示す図である。 各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋの記憶部１０３に格納されている動作パラメータの構成例を示す図である。 管理のためにホスト装置２０の記憶部２０３に格納されている、無線式センサ装置１_１０−１、・・・、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ、・・・、無線式センサ装置ｎ_１０−ｎのそれぞれの動作パラメータの構成例を示す図である。 無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ（ｋ＝１からｎの整数）の処理動作を説明するためのフローチャートである。 ホスト装置２０の処理動作を説明するためのフローチャートである。 無線式センサ装置ｋ_１０−ｋで計測した河川水位の測定データをホスト装置２０でグラフ化した例を示す図である。

本実施形態は、環境、物理量等の測定に使用される無線式センサの測定データ測定周期、測定データ送信周期、送信データ種別設定、絶対値・変化率警報設定などの設定・制御に関する。具体的には、本実施形態は、様々な測定対象の監視に適用するため、および測定対象の挙動を的確に把握するため、平時と異常時それぞれの状態において、無線式センサ装置の測定データ測定周期、測定データ送信周期、送信データ種類設定、絶対値・変化率警報設定などを設定・変更可能としている。例えば、山間地や河川などの環境計測として河川の水位測定に応用したとき、平時は１回／日程度の測定データ測定、測定データ送信で水位監視は十分であるが、集中豪雨時の河川の水位急上昇の異常時には、状況に応じて平時より速い周期でリアルタイムに測定データ測定、送信する周期に設定変更してデータ収集し、河川の水位上昇状況を的確に把握できるようにして、事前の災害防止対策に貢献する。

以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の技術の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の技術の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。

本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

更に、本開示の実施形態は、後述されるように、汎用コンピュータ上で稼動するソフトウェアで実装しても良いし専用ハードウェア又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実装しても良い。

なお、以後の説明では「テーブル」形式によって本開示の各情報について説明するが、これら情報は必ずしもテーブルによるデータ構造で表現されていなくても良く、リスト、ＤＢ、キュー等のデータ構造やそれ以外で表現されていても良い。そのため、データ構造に依存しないことを示すために「テーブル」、「リスト」、「ＤＢ」、「キュー」等について単に「情報」と呼ぶことがある。

また、各情報の内容を説明する際に、「識別情報」、「識別子」、「名」、「名前」、「ＩＤ」という表現を用いることが可能であり、これらについてはお互いに置換が可能である。

＜センサ情報収集システムの構成例＞
（i）システム全体の構成例
図１は、本実施形態によるセンサ情報収集システム１の全体構成例を示す図である。センサ情報収集システム１は、例えば、少なくとも１つの無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ（ｋ＝１からｎの整数）と、ホスト装置２０と、ホスト装置２０と少なくとも１つの無線式センサ装置１からｎ_１０−１、１０−ｋ、・・・１０−ｎとの間で無線通信を実現するための無線通信ネットワーク３０と、を備えている。本実施形態では無線通信ネットワーク３０を介してホスト装置２０と各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが接続されているが、無線通信以外の形態を用いてもよく、専用線（ネットワーク）で接続されるように構成してもよい。

無線式センサ装置ｋ_１０−ｋのそれぞれは、後述の動作パラメータ（図３参照）で設定された測定周期でセンサ情報（例えば、河川の水位などの測定値を含む物理量）を取得し、送信周期でホスト装置２０に送信する。ホスト装置２０は、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋから受信したセンサ情報を記憶装置に格納するとともに、センサ情報が異常（例えば、河川水位の異常などの緊急状態）を示す場合に、オペレータに警報などを出力する。

（ii）無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ（ｋ＝１からｎの整数）の内部構成例
図２Ａは、本実施形態による無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ（ｋ＝１からｎの整数）の内部構成例を示す図である。無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ（ｋ＝１からｎの整数）は、例えば、無線式センサ回路１０１と、ＣＰＵなどのプロセッサで構成される制御部１０２と、記憶部（記憶デバイス）１０３と、入出力部１０４と、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋを動作させる電力を生成し供給する太陽光発電パネル１０５と、無線通信用アンテナ１０６と、水位計１０７と、を備える。

無線式センサ回路１０１は、水位計１０７が所定のタイミング（動作パラメータの測定周期で規定されたタイミング）で計測した河川水位情報を制御部１０２に受け渡す。制御部１０２は、受け取った河川水位情報を記憶部１０３に格納する。制御部１０２は、動作パラメータで規定された送信周期で記憶部１０３からセンサ情報（河川水位情報）を取得し、無線センサ回路１０１に対してホスト装置２０に送信するように指示する（詳細については図４のフローチャートに基づいて後述する）。当該指示に応答して、センサ無線回路１０１は、無線通信用アンテナ１０６および無線通信ネットワークを介してホスト装置２０にセンサ情報を送信する。

記憶部１０３は、水位計１０７などのセンサが取得した測定結果を格納するとともに、後述の動作パラメータ（図３Ａ参照）を保持する。なお、記憶部１０３は、ＥＥＰＲＯＭなどの各種メモリやＨＤＤなどのストレージデバイスなどで構成することができる。

入出力部１０４は、例えば、スイッチやキーボードなどの入力装置と、プリンタ、モニタやスピーカなどの出力装置によって構成される。無線式センサ装置ｋ_１０−ｋは遠隔地に設置されるため、常時モニタなどを動作させることはないが、保守点検時などに無線式センサ装置ｋ_１０−ｋの出力値や測定値などを確認する際に動作させることができる。

本実施形態では、センサとして水位計１０７を用いている。しかし、水位計１０７に限定されるものではなく、温度センサ（温度管理が厳格な場所における温度検知）、人感センサ（機密情報を保管しているなどの領域・建造物などへの侵入者の検知）、光センサ（光量管理が厳格な場所における温度検知）などのセンサデバイスであってもよい。

（iii）ホスト装置２０の内部構成例
図２Ｂは、本実施形態によるホスト装置２０の内部構成例を示す図である。ホスト装置２０は、通常のコンピュータで構成することができ、例えば、通信デバイス２０１と、ＣＰＵなどのプロセッサで構成される制御部２０２と、記憶部（記憶デバイス）２０３と、入出力部２０４と、を備える。

通信デバイス２０１は、無線通信ネットワーク３０への接続を可能にする。監視員（オペレータ）は、通信デバイス２０１を用いて、無線通信ネットワーク３０を介して、各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋに指令を送信したり、各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋからセンサ情報などを受信したりすることができる。

制御部２０２は、各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋから受け取ったセンサ情報が平時に取得したものか、あるいは警報時（緊急時）に取得したものか判断し、処理する（詳細については図５のフローチャートに基づいて後述する）。

記憶部２０３は、各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋから受け取ったセンサ情報を格納するとともに、後述の動作パラメータを保持する（図３Ｂ参照）。なお、記憶部２０３は、ＥＥＰＲＯＭなどの各種メモリやＨＤＤなどのストレージデバイスなどで構成することができる。

入出力部２０４は、例えば、スイッチやキーボードなどの入力装置と、プリンタ、モニタやスピーカなどの出力装置によって構成される。入出力部２０４は、例えば、遠隔地に設置された各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋから受信したセンサ情報などを出力（表示装置の表示画面上に表示やプリンタからの印刷出力）することができる。また、監視員は、入出力部２０４の入力装置から動作パラメータ値の変更を指示し、記憶部２０４に格納されている動作パラメータの書き換えを指示することができる。また、これに応答して、制御部２０２は、変更された動作パラメータ値を、通信デバイス２０１および無線通信ネットワーク３０を介して各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋの動作パラメータを変更することもできる。

＜無線式センサ装置の動作パラメータ＞
（i）無線式センサ装置が保持する動作パラメータ
図３Ａは、各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋの記憶部１０３に格納されている動作パラメータの構成例を示す図である。動作パラメータは、動作状態を示す情報３１０および３２０と、平時の動作パラメータ３１１および警報（緊急）時の動作パラメータ３２１と、を含む。動作状態３１０および３２０は、平時の動作パラメータとして格納されているパラメータのうちどのパラメータで無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが動作するかを示す情報である。また、図３Ａの例では、動作パラメータとして、平時の動作パラメータＮ１_３１１−１およびＮ２_３１１−２、警報（緊急）時の動作パラメータＡ１_３２１−１からＡ３_３２１−３が記憶部１０３に格納されている。図３Ａの場合、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋは、平時には動作パラメータＮ１で動作し、警報時には動作パラメータＡ１で動作する。

監視員（オペレータ）は、例えば、ホスト装置２０から各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋをどの動作パラメータで動作させるか設定することができる。監視員は、動作パラメータを選択することにより、例えば、各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋがホスト装置２０に対して送信するデータの種別に関して設定変更することができる。また、監視員は、各動作パラメータについて、既に設定されているパラメータ値（例えば、絶対値警報上限値（２ｍ→３ｍなど）、変化率警報増加値（１ｍ→０．５ｍなど）、警報時自動切換の選択、測定周期及び送信周期の設定）をホスト装置２０から変更することができる。

平時の動作パラメータＮ１_３１１−１は、測定周期：毎正時、送信周期：午前９時、データ種別：全データ、絶対値警報上限値：２ｍ、変化率警報増加値：１ｍ、警報時自動切換：ＯＮ、警報時動作パラメータ：Ａ１に設定されている。また、平時の動作パラメータＮ２_３１１−２は、測定周期：毎正時、送信周期：午前９時、データ種別：平均、最大、最小データ、絶対値警報上限値：２ｍ、変化率警報増加値：１ｍ、警報時自動切換：ＯＮ、警報時動作パラメータ：Ａ２に設定されている。一方、警報時の動作パラメータＡ１_３２１−１は、測定周期：毎正時、送信周期：毎正時、データ種別：測定時データ、絶対値警報上限値：２ｍ、変化率警報増加値：１ｍ、警報時自動切換：ＯＦＦ、平時動作パラメータ：Ｎ１に設定されている。また、警報時の動作パラメータＡ２_３２１−２は、測定周期：毎正時、送信周期：毎正時、データ種別：測定時データ、絶対値警報上限値：２ｍ、変化率警報増加値：１ｍ、警報時自動切換：ＯＦＦ、平時動作パラメータ：Ｎ２に設定されている。さらに、警報時の動作パラメータＡ３_３２３−２は、測定周期：毎正時、送信周期：毎正時、データ種別：平均、最大、最小データ、絶対値警報上限値：２ｍ、変化率警報増加値：１ｍ、警報時自動切換：ＯＦＦ、平時動作パラメータ：Ｎ２に設定されている。

（ii）ホスト装置が保持する動作パラメータ
ホスト装置２０は、全ての無線式センサ装置１_１０−１から無線式センサ装置ｎ_１０−ｎが保持する動作パラメータを管理する。図３Ｂは、管理のためにホスト装置２０の記憶部２０３に格納されている、無線式センサ装置１_１０−１、・・・、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ、・・・、無線式センサ装置ｎ_１０−ｎのそれぞれの動作パラメータの構成例を示す図である。

動作パラメータの内容については前述の通りである。なお、図３Ｂにおいては、無線式センサ装置１_１０−１の他、他の無線式センサ装置２_１０−２からｎ_１０−ｎについても同様に監視員が設定（選択、変更）することができる。例えば、監視員が無線式センサ装置ｋ_１０−ｋの動作パラメータを選択・書き換え・入力すると、制御部２０２は、選択等されたパラメータ値を取得し、設定命令と共に対象の無線式センサ装置ｋ_１０−ｋに送信する。対称の無線式センサ装置ｋ_１０−ｋは、受信した設定命令に基づいて、選択等されたパラメータ値を平時あるいは警報時の動作パラメータに反映する。

なお、ホスト装置２０が管理する動作パラメータ値に関しては、上述の無線機センサ装置ｋ_１０−ｋが保持する動作パラメータと同様（図３Ａとは各パラメータの数値は異なることもある）なので、説明は省略する。

＜無線式センサ装置ｋの動作＞
図４は、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ（ｋ＝１からｎの整数）の処理動作を説明するためのフローチャートである。当該処理動作においては、左側の動作が平時、右側が警報時、中央が警報時から平時に復帰するときの動作が示されている。

（i）ステップ１０１
無線式センサ装置ｋ_１０−ｋの制御部１０２は、現在有効な動作パラメータが平時の動作パラメータであるか否か判断する。動作パラメータが平時の動作パラメータである場合（ステップ１０１でＹＥＳの場合）には、処理はステップ１０２に移行する。動作パラメータが警報（緊急）時の動作パラメータである場合（ステップ１０１でＮＯの場合）には、処理はステップ１１０に移行する。平時の動作パラメータが有効であるか否かは、例えば、前回の測定時に平時パラメータを用いているか否かで判断することができる。なお、初期状態（設置して直ぐの状態、あるいはリセットされた状態）の場合、前回の判断した動作状態の情報がメモリには格納されていない。このため、初期状態で用いる動作パラメータは、デフォルトで平時の動作パラメータと設定するようにしてもよい。

（ii）ステップ１０２
制御部１０２は、平時の動作パラメータ（図３Ａの例では、動作パラメータＮ１_３１１−１）に従って、毎正時に河川の水位計１０７で計測された計測値をメモリ（例えば、記憶部１０３の一部）に格納する。

（iii）ステップ１０３
制御部１０２は、ステップ１０２で取得した河川の水位（計測値）が平時の動作パラメータに含まれる絶対値警報上限値（例えば、２ｍ）未満であるか判断する。当該計測値が絶対値警報上限値未満である場合（ステップ１０３でＹＥＳの場合）、処理はステップ１０４に移行する。当該計測値が絶対値警報上限値以上である場合（ステップ１０３でＮＯの場合）、処理はステップ１１１に移行する。

（iv）ステップ１０４
制御部１０２は、ステップ１０２で取得した河川の水位（計測値）の変化率が平時の動作パラメータの変化率警報上限値（例えば、１ｍ）未満であるか判断する。当該計測値の変化率が変化率警報上限値未満である場合（ステップ１０４でＹＥＳの場合）、処理はステップ１０５に移行する。当該計測値の変化率が変化率警報上限値以上である場合（ステップ１０４でＮＯの場合）、処理はステップ１１１に移行する。

（v）ステップ１０５
制御部１０２は、メモリ（例えば、記憶部１０３の一部）に記憶されている、現在の動作パラメータが「平時」か「警報時」か確認する。動作パラメータが平時パラメータである場合（ステップ１０５でＹＥＳの場合）には、処理はステップ１０８に移行する。動作パラメータが警報（緊急）時パラメータである場合（ステップ１０５でＮＯの場合）には、処理はステップ１０６に移行する。なお、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが初期状態（設置して直ぐの状態、あるいはリセットされた状態）の場合、前回の判断した動作状態の情報がメモリには格納されていない。このため、初期状態はデフォルトで平時パラメータと判断するようにしてもよい。

（vi）ステップ１０６
平時（ステップ１０６を処理しているということは、ステップ１０３＆１０４で「平時」と判断されたことを意味する）にも拘らず、動作パラメータが警報時の動作パラメータのままであれば動作パラメータのモードを切り替えるか否かを判断する処理を実行する必要がある。そこで、制御部１０２は、警報時パラメータにおける「警報解除自動切換」がＯＮに設定されているか判断する。例えば、警報時の動作パラメータＡ１からＡ３_３２１−１〜３２１−３の全てにおいて、「警報解除自動切換」がＯＦＦに設定されているものとする。

警報時パラメータにおける「警報解除自動切換」がＯＮに設定されている場合（ステップ１０６でＹＥＳの場合）、処理はステップ１０７に移行する。警報時パラメータにおける「警報解除自動切換」がＯＦＦに設定されている場合（ステップ１０６でＮＯの場合）、処理はステップ１１３に移行する。

（vii）ステップ１０７
制御部１０２は、動作パラメータを警報時パラメータから平時パラメータに切り替える。切替先の平時パラメータは、警報時パラメータに含まれる「平時動作パラメータ選択」の設置値に従って決定される。

（viii）ステップ１０８
制御部１０２は、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ（ｋ＝１からｎの整数）に内蔵されているタイマー（時計機能：図示せず）を参照し、現在の時刻が午前９時か否か判断する。現在の時刻が午前９時の場合（ステップ１０８でＹＥＳの場合）、処理はステップ１０９に移行する。現在の時刻が午前９時ではない場合（ステップ１０８でＮＯの場合）、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋの動作は終了する。

（ix）ステップ１０９
制御部１０２は、平時の動作パラメータの「データ種別」に従って、前日の午前１０時から本日の午前９時までの計測データ（水位データ：センサ情報）をホスト装置２０に送信するように無線式センサ回路１０１に指示する。

（x）ステップ１１０
無線式センサ装置ｋ_１０−ｋは、現在、警報時の動作パラメータで動作しているので、制御部１０２は、警報時の動作パラメータ（警報時の動作パラメータＡ１_３１１−１からＡ３_３１１−３のうち設定されたパラメータ）に従って、水位計を用いて、河川の水位を毎正時に計測し、メモリに格納する。

（xi）ステップ１１１
制御部１０２は、平時の動作パラメータにおける「警報時自動切換」の設定値がＯＮであるか否か確認する。平時の動作パラメータにおける「警報時自動切換」の設定値がＯＮである場合（ステップ１１１でＹＥＳの場合）、処理はステップ１１２に移行する。平時の動作パラメータにおける「警報時自動切換」の設定値がＯＦＦである場合（ステップ１１１でＮＯの場合）、処理はステップ１０８に移行する。後者の場合、動作パラメータは自動的には警報時の動作パラメータに切り替わらず、ホスト装置２０において監視員等によって平時の動作パラメータに切り替えるように指示されない限り、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋは、平時の動作パラメータで動作することになる。

（xii）ステップ１１２
制御部１０２は、動作パラメータを平時から警報時の動作パラメータに切り替える。なお、ステップ１０４の判断処理の祭に既に警報時の動作パラメータで無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが動作している場合には、ステップ１１２において、制御部１０２は、動作パラメータを警報時の動作パラメータに維持することになる。

（xiii）ステップ１１３
制御部１０２は、警報時の動作パラメータに従って、水位計を用いて、河川の水位を毎正時に計測し、メモリに格納するとともに、当該計測データ（水位データ：センサ情報）および動作状態（警報時）をホスト装置２０に送信する。

＜ホスト装置２０の動作＞
図５は、ホスト装置２０の処理動作を説明するためのフローチャートである。当該処理動作においては、左側の処理が平時の動作を示している。また、右側の処理が無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが警報を発したが警報時動作に移行するか否かを監視員（オペレータ）に委ねられた場合の動作を示す。さらに、中央の処理が、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋからの警報はないがホスト装置２０が警報時動作になっている場合に、平時動作に移行するか否かを監視員（オペレータ）に委ねられた場合の処理を示している。

（i）ステップ２０１
ホスト装置２０の制御部２０２は、通信デバイス２０１を用いて、各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋ（ｋ＝１からｎの整数）からデータ（計測データを含むセンサ情報、および動作モード（どちらのパラメータ（平時パラメータあるいは警報時の動作パラメータ）で動作しているのかを示す情報））を受信する。

（ii）ステップ２０２
制御部２０２は、ステップ２０１で受信したデータに含まれる計測データが警報レベル（水位が２ｍ以上、あるいは水位の変化率が１ｍ以上であるとき）であるか判断する。計測データが警報レベルである場合（ステップ２０２でＹＥＳの場合）、処理はステップ２０９に移行する。計測データが平時レベルである場合（ステップ２０２でＮＯの場合）、処理はステップ２０３に移行する。

（iii）ステップ２０３
制御部２０２は、対象の無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが現在、平時の動作パラメータで動作しているか判断する。つまり、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが送信してきたデータに含まれる動作モードの情報が「平時」か否かが判断される。

無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが現在、平時の動作パラメータで動作している場合（ステップ２０３でＹＥＳの場合）、処理はステップ２０８に移行する。無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが現在、警報時の動作パラメータで動作している場合（ステップ２０３でＮＯの場合）、処理はステップ２０４に移行する。

（iv）ステップ２０４
制御部２０２は、ホスト装置２０において、現在使用されている警報時の動作パラメータの「警報解除時自動切換」の設定値がＯＮであるか確認する。「警報解除時自動切換」の設定値がＯＮである場合（ステップ２０４でＹＥＳの場合）、処理はステップ２０８に移行する。「警報解除時自動切換」の設定値がＯＦＦである場合（ステップ２０４でＮＯの場合）、処理はステップ２０５に移行する。

（v）ステップ２０５
例えば、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋにおける動作パラメータが警報時から平時に自動的には切り替わらない設定になっているので、制御部２０２は、警報時の動作パラメータを平時の動作パラメータに変更するか確認する。例えば、警報時は終わり状態が平時（水位が２ｍ未満、および水位の変化率が１ｍ未満であるとき）になったにも拘らず、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが警報時の動作パラメータで動作していることをホスト装置２０の（一例として）表示画面上（警告音でもよい）に表示し、動作パラメータの変更を監視員に促す。

（vi）ステップ２０６
制御部２０２は、監視員による動作パラメータの変更（動作パラメータの切り替え指示）の入力を受け付け、ホスト装置２０の記憶部２０３に格納されている動作モードを平時の動作パラメータ（警報時の動作パラメータの「平時動作パラメータ選択」の設定値に従ってもよいし、監視員の設定値入力を反映させてもよい）に切り替える。

（vii）ステップ２０７
制御部２０２は、通信デバイス２０１を用いて、対象の無線式センサ装置ｋ_１０−ｋに対して、動作パラメータを平時パラメータに変更するための指令を送信する。例えば、警報時の動作パラメータの「平時動作パラメータ選択」の設定値に従う場合には、変更指示のみを送信すればよいし、監視員の設定値入力を反映させた場合には、変更指示および監視員によって入力された設定値を送信するようにしてもよい。

（viii）ステップ２０８
制御部２０２は、対象の無線式センサ装置ｋ_１０−ｋから受信したデータをメモリ（図示せず：例えば、記憶部２０３の一部）に格納し、後述するグラフ（図６参照）を生成して、入出力部２０４（表示装置）の表示画面上に表示する。

（ix）ステップ２０９
制御部２０２は、対象の無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが現在、平時の動作パラメータで動作しているか判断する。つまり、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが送信してきたデータに含まれる動作モードの情報が「平時」か否かが判断される。

無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが現在、平時の動作パラメータで動作している場合（ステップ２０９でＹＥＳの場合）、処理はステップ２１０に移行する。無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが現在、警報時の動作パラメータで動作している場合（ステップ２０９でＮＯの場合）、処理はステップ２０８に移行する。

例えば、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋにおいて、平時の動作パラメータにおける「警報時自動切換」の設定値がＯＦＦとなっており、計測データが警報レベルにも拘らず動作パラメータが警報時の動作パラメータに自動的に切り換わらない場合、処理は、ステップ２０９からステップ２１０に移行することになる。

（x）ステップ２１０
制御部２０２は、ホスト装置２０において、現在使用されている平時の動作パラメータの「警報時自動切換」の設定値がＯＮであるか確認する。「警報時自動切換」の設定値がＯＮである場合（ステップ２１０でＹＥＳの場合）、処理はステップ２０８に移行する。「警報時自動切換」の設定値がＯＦＦである場合（ステップ２１０でＮＯの場合）、処理はステップ２１１に移行する。

（xi）ステップ２１１
例えば、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋにおける動作パラメータが平時から警報時に自動的には切り替わらない設定になっているので、制御部２０２は、平時の動作パラメータを警報時の動作パラメータに変更するか確認する。例えば、平時から状態が警報時（水位が２ｍ以上、あるいは水位の変化率が１ｍ以上であるとき）になったにも拘らず、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋが平時の動作パラメータで動作していることをホスト装置２０の（一例として）表示画面上（警告音でもよい）に表示し、動作パラメータの変更を監視員に促す。

（xii）ステップ２１２
制御部２０２は、監視員による動作パラメータの変更（動作パラメータの切り替え指示）の入力を受け付け、ホスト装置２０の記憶部２０３に格納されている動作モードを警報時の動作パラメータ（平時の動作パラメータの「警報時動作パラメータ選択」の設定値に従ってもよいし、監視員の設定値入力を反映させてもよい）切り替える。

（xiii）ステップ２１３
制御部２０２は、通信デバイス２０１を用いて、対象の無線式センサ装置ｋ_１０−ｋに対して、動作パラメータを警報時パラメータに変更するための指令を送信する。例えば、平時の動作パラメータの「警報時動作パラメータ選択」の設定値に従う場合には、変更指示のみを送信すればよいし、監視員の設定値入力を反映させた場合には、変更指示および監視員によって入力された設定値を送信するようにしてもよい。
なお、ホスト装置２０では、図５のフローチャートによる処理によらず、随時、監視員の判断で、動作パラメータの設定値の変更をすることができる。

＜実施例＞
以下、本開示による無線式センサ装置ｋ_１０−ｋとホスト装置２０を河川の水位計測に用いた場合の実施例について説明する。平時の河川の水位計測の場合は、例えば、測定データ測定周期を１時間に１回とし、測定データ送信周期を１日に１回とすれば十分に監視できる。このとき、無線式センサの平時の動作パラメータ３１１−１の測定周期を毎正時、送信周期を例えば９時と設定する。そしてデータ種別を全データ(a)とする。すると、９時の送信データには、前日の１０時から当日の９時までのデータすべてが１回の送信データとして送信される。絶対値警報上限を２ｍ、変化率警報増加を１ｍに設定、そして、警報時自動切換がＯＮに、警報解除時自動切換がＯＦＦに設定されているものとする。

この設定状態で、毎正時毎の測定データが、水位の絶対値警報上限「２ｍ」、変化率警報増加「１ｍ」に達しない場合は、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋの平時の動作パラメータ３１１−１に設定された動作を継続する。そして、毎正時毎の測定データが、例えば、水位の絶対値警報上限「２ｍ」に達したとする。前述のように、警報時自動切換はＯＮの設定になっているので、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋは、警報および、前回送信後の測定データとその時点の測定データの全てをホスト装置２０に送信するとともに、警報時の動作パラメータ３２１−１に設定された高速動作（毎正時測定および送信処理）を開始し、水位監視を強化する。

次に、水位が２ｍを下回ってきた場合は、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋの警報時の動作パラメータ３２１−１の警報解除時自動切換がＯＦＦになっているので、ホスト装置２０で監視を行っている監視員（オペレータ）が、気象状況等を確認して、警報時の動作を継続するか、解除して平時の動作に切替えるか判断する。

図６は、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋで計測した河川水位の測定データをホスト装置２０でグラフ化した例を示す図である。図６においては、３月１１日の０時から３月１２日の２３時までの状況（測定データ）が示されている。

まず、図６のＤ１においては、３月１１日９時に、平時の動作パラメータに設定されている測定周期に従って河川水位が測定され、同設定されている送信周期に従って、前日１０時から３月１１日９時までの毎正時計測データ全データがホスト装置２０に送信される。その後、３月１１日２０時までの測定データは水位２ｍ未満であるので、データ送信は行われない。次に図６のＤ２では、２１時の計測データが２ｍ以上となったので、絶対値上限警報が働き、警報発報と共に、翌日の９時を待たずに、１０時から２１時までの全データがホスト装置２０に送信される。さらに、図６のＤ３では、警報時の動作パラメータに従い、毎正時の測定、およびホスト装置２０へのデータ送信が繰り返される。また、図６のＤ４では、水位が２ｍ未満となったが、監視員からの警報時動作解除の指令がないため、警報時の動作パラメータが有効のままとなっている。つまり、警報時の動作パラメータの「警報解除時自動切換」ＯＦＦの設定に従い、平時の動作パラメータへの復帰動作をせずに警報時の動作パラメータが維持され、毎正時測定およびホスト装置２０へのデータ送信が継続される。
以上のようにして、ホスト装置２０上では、図６のトレンドグラフが作成される。

＜まとめ＞
（i）本実施形態によれば、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋは、センサによって取得した測定データの値と、動作パラメータに含まれる警報時自動切換設定（平時の動作パラメータ）および警報解除自動切換設定（警報時の動作パラメータ）に応じて、平時の動作パラメータと警報時の動作パラメータとの間の切り替えを自動的に行う。また、無線式センサ装置ｋ_１０−ｋは、ホスト装置２０からの設定変更指令に応答して、警報時自動切換設定および警報解除自動切換設定を変更するように構成されている。このようにすることにより、例えば、平時から警報時に状況変化があった場合には即座に動作パラメータを警報時の動作に自動的に切り換える一方、警報時から平時に状況変化があった場合には即座に平時の動作パラメータに戻してもよいし、監視員（オペレータ）の判断に任せて所望のタイミングで平時の動作パラメータに戻すことが可能なる。よって、状況変化および監視員の意図に応じて柔軟な対応が可能となる。

ここで、平時の動作パラメータは、平時における、測定データの測定周期を規定する測定周期設定と、測定データの送信周期を規定する送信周期設定と、ホスト装置に送信すべき送信データの種別を規定する送信データ種別設定と、測定データの異常を判定するため閾値を規定する測定データの絶対値設定および測定データの変化率設定と、警報時自動切換設定を規定する警報時自動切換設定選択と、警報時になったときに切り換えるべき警報時の動作パラメータを示す警報時の動作パラメータ選択と、を含む。また、警報時の動作パラメータは、警報時における、測定データの測定周期を規定する測定周期設定パラメータと、測定データの送信周期を規定する送信周期設定パラメータと、ホスト装置に送信すべき送信データの種別を規定する送信データ種別設定パラメータと、測定データの異常を判定するため閾値を規定する測定データの絶対値設定パラメータおよび測定データの変化率設定パラメータと、警報解除自動切換設定を規定する警報時自動切換設定選択パラメータと、平時になったときに切り換えるべき平時の動作パラメータを示す平時の動作パラメータ選択と、を含む。これらの各パラメータ設定値を各無線式センサ装置ｋ_１０−ｋで個別に設定することができるので、測定データ収集周期、測定データ送信周期、送信データ種別、絶対値・変化率警報設定値などを測定データの変化状況に応じて設定・変更可能とし、様々な測定対象に対して監視するのに適切なデータを収集することが可能になる。また、無線式センサの測定データ測定周期、測定データ送信周期、送信データ種別（例えば、全データ、平均値・最大値・最小値、および直前値のうち、いずれかの値）、および、測定データを異常と判定するための測定データの絶対値、変化率を自由に設定できるので、様々な測定対象に対し、測定対象の挙動に応じて、測定対象を監視するのにさらに適切なデータ収集が可能となる。

さらに、本実施形態による無線式センサ装置ｋ_１０−ｋは、当該無線式センサ装置ｋを動作させる電力を生成し供給する太陽光発電パネルを備えている。このようにすることにより、無線式センサ装置ｋを動作させるための電源を交換するなどの作業が不要となるので、遠隔地や比較的厳しい環境下にも無線式センサ装置を設置することが可能となる。

（ii）本実施形態においては、無線式センサ装置およびホスト装置の各機能は、ソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本開示を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。

また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。

さらに、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。

最後に、ここで述べたプロセス及び技術は本質的に如何なる特定の装置に関連することはなく、コンポーネントの如何なる相応しい組み合わせによってでも実装できることを理解する必要がある。更に、汎用目的の多様なタイプのデバイスがここで記述した教授（teaching）に従って使用可能である。ここで述べた方法のステップを実行するのに、専用の装置を構築するのが有益であることが判るかもしれない。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。本開示は、具体例に関連して記述したが、これらは、すべての観点に於いて限定の為ではなく説明の為である。本分野にスキルのある者には、本開示を実施するのに相応しいハードウェア、ソフトウェア、及びファームウエアの多数の組み合わせがあることが解るであろう。例えば、記述したソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。

さらに、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。

加えて、本技術分野の通常の知識を有する者には、本開示のその他の実装がここに開示された本開示の明細書及び実施形態の考察から明らかになる。また、明細書と具体例は典型的なものに過ぎず、本開示の範囲と精神は後続する請求範囲で示される。

１ センサ情報収集システム
１０−１から１０−ｎ 無線式センサ装置１からｎ
２０ ホスト装置
３０ 無線通信ネットワーク
１０１ 無線式センサ回路
１０２ 無線式センサ装置側の制御部
１０３ 無線式センサ装置側の記憶部
１０４ 無線式センサ装置側の入出力部
１０５ 太陽光発電パネル
１０６ 無線通信用アンテナ
１０７ 水位計
２０２ ホスト装置側の制御部
２０３ ホスト装置側の記憶部
２０４ ホスト装置側の入出力部

Claims (7)

1. 装置全体の動作を制御するプロセッサと、
   所定の物理量を測定し、測定データを含むセンサ情報を取得するセンサデバイスと、
   前記センサ情報をホスト装置に送信する通信デバイスと、
   前記センサ情報の取得動作および送信動作を規定するパラメータであって、平時の動作パラメータと警報時の動作パラメータとを少なくとも格納する記憶デバイスと、を備え、
   前記平時の動作パラメータは、前記測定データが所定閾値を超えたときに、前記警報時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報時自動切換設定を含み、
   前記警報時の動作パラメータは、前記測定データが前記所定閾値を下回ったときに前記平時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報解除自動切換設定を含み、
   前記プロセッサは、（i）前記測定データの値と（ii）前記警報時自動切換設定および前記警報解除自動切換設定とに応じて、前記平時の動作パラメータと前記警報時の動作パラメータとの間の切り替えを自動的に行うと共に、前記ホスト装置からの設定変更指令に応答して、前記警報時自動切換設定および前記警報解除自動切換設定を変更するように構成された、無線式センサ装置。
2. 請求項１において、
   前記記憶デバイスは、設定値の少なくとも一部が異なる複数の前記平時の動作パラメータと、設定値の少なくとも一部が異なる複数の前記警報時の動作パラメータと、を含み、
   前記プロセッサは、前記ホスト装置からのパラメータ切換指令に応答して、前記平時の動作パラメータ、あるいは前記警報時の動作パラメータを切り換える、無線式センサ装置。
3. 請求項２において、
   前記平時の動作パラメータは、平時における、前記測定データの測定周期を規定する測定周期設定と、前記測定データの送信周期を規定する送信周期設定と、前記ホスト装置に送信すべき送信データの種別を規定する送信データ種別設定と、前記測定データの異常を判定するため閾値を規定する前記測定データの絶対値設定および前記測定データの変化率設定と、前記警報時自動切換設定を規定する警報時自動切換設定選択と、警報時になったときに切り換えるべき警報時の動作パラメータを示す警報時の動作パラメータ選択と、を含み、
   前記警報時の動作パラメータは、警報時における、前記測定データの測定周期を規定する測定周期設定パラメータと、前記測定データの送信周期を規定する送信周期設定パラメータと、前記ホスト装置に送信すべき送信データの種別を規定する送信データ種別設定パラメータと、前記測定データの異常を判定するため閾値を規定する前記測定データの絶対値設定パラメータおよび前記測定データの変化率設定パラメータと、前記警報解除自動切換設定を規定する警報時自動切換設定選択パラメータと、平時になったときに切り換えるべき平時の動作パラメータを示す平時の動作パラメータ選択と、を含む、無線式センサ装置。
4. 請求項３において、
   前記平時および前記警報時の動作パラメータに含まれる前記送信データ種別設定は、全データ、平均値・最大値・最小値、および直前値のうち、いずれかの値を送信するように規定する、無線式センサ装置。
5. 請求項１において、
   さらに、前記無線式センサ装置を動作させる電力を生成し供給する太陽光発電パネルを備える、無線式センサ装置。
6. 複数の場所に設置され、それぞれの場所における所定の物理量を測定し、測定データを含むセンサ情報を取得し、ホスト装置に送信する、複数の無線式センサ装置と、
   前記複数の無線式センサ装置からそれぞれの前記センサ情報を受信して処理するホスト装置と、を備え、
   前記複数の無線式センサ装置のそれぞれは、
   装置全体の動作を制御する第１プロセッサと、
   所定の物理量を測定し、測定データを含むセンサ情報を取得するセンサデバイスと、
   前記センサ情報をホスト装置に送信する第１通信デバイスと、
   前記センサ情報の取得動作および送信動作を規定するパラメータであって、平時の動作パラメータと警報時の動作パラメータとを格納する記憶デバイスと、を備え、
   前記平時の動作パラメータは、前記測定データが所定閾値を超えたときに前記警報時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報時自動切換設定を含み、
   前記警報時の動作パラメータは、前記測定データが前記所定閾値を下回ったときに前記平時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報解除自動切換設定を含み、
   前記第１プロセッサは、（i）前記測定データの値と、（ii）前記警報時自動切換設定および前記警報解除自動切換設定に応じて、前記平時の動作パラメータと前記警報時の動作パラメータとの間の切り替えを自動的に行うと共に、前記ホスト装置からの設定変更指令に応答して、前記警報時自動切換設定および前記警報解除自動切換設定を変更するように構成されており、
   前記ホスト装置は、
   前記複数の無線式センサ装置から前記センサ情報を受信する第２通信デバイスと、
   受信した前記センサ情報を処理し、出力デバイスに出力する、第２プロセッサと、を備え、
   前記第２プロセッサは、
   オペレータによる入力指示に基づいて少なくとも１つの無線式センサ装置に対する前記設定変更指令を生成し、当該設定変更指令を前記少なくとも１つの無線センサ装置に送信するように前記第２通信デバイスを制御する処理と、
   前記受信したセンサ情報のトレンドグラフを生成し、前記出力デバイスに出力する処理と、を実行する、センサ情報収集システム。
7. ホスト装置と、それぞれが動作パラメータに従って動作する複数の無線式センサ装置と、によって構成されるシステムにおけるセンサ情報収集方法であって、
   前記動作パラメータは、平時の動作パラメータと、警報時の動作パラメータと、を含み、前記平時の動作パラメータは、測定データが所定閾値を超えたときに前記警報時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報時自動切換設定を含み、前記警報時の動作パラメータは、前記測定データが前記所定閾値を下回ったときに前記平時の動作パラメータに自動切換をするか否かを示す警報解除自動切換設定を含み、
   前記無線式センサ装置が、前記動作パラメータに従って、センサデバイスを用いて所定の物理量である前記測定データを取得することと、
   前記無線式センサ装置が、前記動作パラメータに従って、前記測定データを前記ホスト装置に送信することと、
   前記無線式センサ装置が、前記警報時自動切換設定あるいは前記警報解除自動切換設定に基づいて、前記動作パラメータを切り換えるか否かを判断することと、
   前記無線式センサ装置が、前記ホスト装置からの設定変更指令に応答して、前記警報時自動切換設定および前記警報解除自動切換設定を変更することと、
   前記ホスト装置が、オペレータによる入力指示に基づいて少なくとも１つの無線式センサ装置に対する前記設定変更指令を生成し、当該設定変更指令を前記少なくとも１つの無線センサ装置に送信することと、
   前記ホスト装置が、前記無線式センサ装置から前記測定データを受信し、前記受信した測定データのトレンドグラフを生成し、表示デバイスの表示画面上に表示することと、
   を含む、センサ情報収集方法。
   

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