JP2021139835A - センサユニット及びセンサユニットの較正方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような背景に鑑みて本発明では、センサユニット同士が通信を行うことでセンサユニット間の個体差の補正を行うセンサユニット及びその較正方法を提案する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、センサと、該センサの測定データを処理する処理モジュールと、通信モジュールとを備えた第1のセンサユニットであって、前記通信モジュールは、前記第1のセンサユニットの測定データを第2のセンサユニットへ送信可能であり、かつ前記第2のセンサユニットから前記第2のセンサユニットの測定データを受信可能に構成され、前記処理モジュールは、受信した前記第2のセンサユニットの測定データと前記第1のセンサユニットの測定データとに基づいて基準データを算出し、前記基準データと前記第1のセンサユニットの測定データとに基づいて算出された補正データを記憶する。
この実施例においては、温度センサと湿度センサとを備えた温湿度センサユニットを一例として説明するが、この他にも、気圧(高度計測)センサ、照度センサ、紫外線センサ、騒音センサ、ガスセンサなど、各種のセンサを備えたセンサユニットに応用可能である。
これらセンサユニット1〜3は、電子部品を組み付けた回路基板を、一例として円筒形の筐体内に収めた構造をもっており、その機能ブロック図が図2に示されている。マイクロプロセッサなどからなる処理モジュールPMは、フラッシュメモリなどのメモリMDを備え、温度センサTS及び湿度センサMSによる測定データを処理し、メモリMDに記憶する。メモリMDから読み出された測定データは、処理モジュールPMから無線通信モジュールCMへ送られ、搬送波変調等の処理後、アンテナから送信される。
測定データは、温度センサ、湿度センサ、気圧(高度計測)センサ、照度センサ、紫外線センサ、騒音センサ、ガスセンサ等のセンサの種類に応じて温度、湿度、気圧(高度)、照度、紫外線、騒音、ガス濃度に関する測定データである。
図3は、本発明の第1の態様に係る較正方法に関し、一つのセンサユニットから他のセンサユニットへ測定データを送信する送信過程を説明する図の例である。
まず、図3に示すように、この例では最初に、センサユニット1〜3のうちの一つとしてセンサユニット3から、温度センサTS及び湿度センサMSによる測定データの送信を開始する。
図4に示すように、センサユニット2の動作ボタンOBを短く押すことにより、センサユニット2を測定データの送信モードにし、測定データを送信するユニットを切り換える。一方、他のセンサユニット1,3は、動作ボタンOBの長押しによって受信モードとし、センサユニット1,3でセンサユニット2の測定データを受信し、メモリMDに記憶する。
図5に示すように、センサユニット1の動作ボタンOBを短く押すことにより、センサユニット1を測定データの送信モードにし、測定データを送信するユニットを切り換える。一方、他のセンサユニット2,3は、動作ボタンOBの長押しによって受信モードとし、センサユニット2,3でセンサユニット1の測定データを受信し、メモリMDに記憶する。
逆に、最も値の大きいものを基準データとしてもよい。
他には、複数の測定データから平均値を求め、この平均値に最も近い値の測定データを基準データとしてもよい。この場合には、平均値に最も近い値の測定データを送信したセンサユニットについては、補正値が不要となる。
補正値計算後、センサユニット1〜3の動作ボタンOBを三度押し(例えば予め定められた1秒以内に3回連続で動作ボタンOBが押されたことを検知)すると、センサユニット1〜3はアップロードモードとなり、上位アプリケーションであるクラウドサーバ10へ、補正後の測定データ25.8℃/48%をアップロードする。
また、第2の実施例における、マスタ/スレーブを特定する情報をヘッダに格納することも可能である。信号を受信したセンサユニットは、そのヘッダに格納された情報に基づいて、その情報がマスタのセンサユニットから受信したことを判断し、自らがスレーブとして機能する構成であってもよい。
図3〜図6に示した較正方法のシーケンスが同図に示されている。
同じ測定環境に置いたセンサユニット1〜3のうち、センサユニット3を送信として(図3)、動作ボタンOBを短く押すことにより送信モードを開始する。同時に、他のセンサユニット1,2は、動作ボタンOBを長押しすることにより、受信モードを開始する。すると、送信モードのセンサユニット3から、受信モードのセンサユニット1,2へ、センサユニット3の測定データが同報送信される。
補正値を記憶したセンサユニット1〜3は、自動的に、あるいは、上述のように動作ボタンOBの三度押しにより、アップロードモードとなって、クラウドサーバ10へ、補正後の測定データと補正値とを送信し(図6)、アップロードを終了する。なお、クラウドサーバ10へのアップロードの過程を行わないこととしてもよい。
また、動作ボタンの押し方を変えることで送信モードや受信モードを切り替えたり、基準データを算出することとしたが、センサユニットに機能やモードに応じた複数のボタンを設ける構成としてもよい。
例えば、1つのセンサユニットの動作ボタンOBを押してマスタに設定し、マスタから較正を開始する旨のデータをその他のセンサユニットに同報通知する。同報通知を受信した他のセンサユニットは、送信されたデータのヘッダ等を読み、それがマスタからの送信データであること、かつ/又は較正を開始する旨のデータであることを確認すると、自らがスレーブとして動作するように設定されていてもよい。
図9に示すように、第2の実施例においては、センサユニット0がマスタユニットに設定され、他のセンサユニット1〜3がスレーブユニットに設定されて、これらセンサユニット0〜3が同じ測定環境に置かれる。そして、スレーブのセンサユニット1〜3からマスタのセンサユニット0へ測定データが送信され、測定データを受信したセンサユニット0の処理モジュールPMが、受信した測定データと自身の測定データとから平均データを計算する。そして、センサユニット0は、算出した平均データをセンサユニット1〜3へ送信する。
他には、複数の測定データから平均値を求め、この平均値に最も近い値の測定データを基準データとしてもよい。
また、マスタのセンサユニットの測定データを基準データとし、スレーブのセンサユニットの補正値はこの基準データとの差分とすることもできる。
この場合には、スレーブから測定データを受信することなく、マスタの測定値を基準データとしてスレーブに送信する構成としてもよい。
マスタのセンサユニット0は、動作ボタンOBの長押しにより受信モードを開始する。一方、スレーブのセンサユニット1〜3は、動作ボタンOBを短く押すことにより送信モードを開始する。受信モードのセンサユニット0は、所定の時間、例えば30秒〜1分間、スレーブユニットからの測定データ送信を待機する。送信モードのセンサユニット1〜3は、それぞれが測定データをセンサユニット0へ一定回数送信し、各一定回数送信される測定データを受信したセンサユニット0は、受信完了通知(ACK)をセンサユニット1〜3へそれぞれ送信する。センサユニット0は、一定回数ずつ受信される各測定データをセンサユニット1〜3ごとに平均して記憶する。
計算を開始したセンサユニット0の処理モジュールPMは、受信して記憶した測定データと自身の測定データとから平均データを計算し、算出した平均データを自身のメモリMDに記憶すると共にセンサユニット1〜3へ送信する。スレーブのセンサユニット1〜3は、送信モードで受信完了通知(ACK)を受信すると平均データの受信を待機している。
第3の実施例に係る較正方法では、図11に示すように、第1の実施例同様のセンサユニット1〜3が、動作ボタンOBを短く押すことにより送信モードを開始する。この場合のセンサユニット1〜3は、それぞれがクラウドサーバ10と通信して自身の測定データを上位アプリケーションへアップロードする。
クラウドサーバ10は入力装置による所定の操作か、あるいは、センサユニット1〜3のいずれかが送信モードを開始することに応じて、受信モードを開始する。一方のセンサユニット1〜3は、動作ボタンOBを短く押すことにより送信モードを開始する。受信モードのクラウドサーバ10は、所定の時間、例えば30秒〜1分間、センサユニット1〜3からの測定データ送信を待機する。
なお、補正値による各センサユニット1〜3の較正を行うことなく、測定データをクラウドサーバ10により受信し、クラウドサーバ10のプロセッサが、各センサユニット1〜3から受信した測定データを、算出した補正値に基づいて補正する構成でもよい。
なお、上述の実施例は少なくとも特許請求の範囲に記載の構成を開示している。
10…クラウドサーバ
Claims (13)
- センサと、該センサの測定データを処理する処理モジュールと、通信モジュールとを備えた第1のセンサユニットであって、
前記通信モジュールは、前記第1のセンサユニットの測定データを第2のセンサユニットへ送信可能であり、かつ前記第2のセンサユニットから前記第2のセンサユニットの測定データを受信可能に構成され、
前記処理モジュールは、受信した前記第2のセンサユニットの測定データと前記第1のセンサユニットの測定データとに基づいて基準データを算出し、前記基準データと前記第1のセンサユニットの測定データとに基づいて算出された補正データを記憶する、
第1のセンサユニット。 - 前記処理モジュールは、前記第2のセンサユニットから第2の基準データを受信し、受信した前記第2の基準データと前記第1のセンサユニットの測定データとに基づいて算出された第2の補正データを記憶する、
請求項1に記載の第1のセンサユニット。 - 動作ボタンをさらに備え、該動作ボタンの押し方に応じて、前記第1のセンサユニットの測定データを前記第2のセンサユニットへ送信する送信モードと、前記第2のセンサユニットから前記第2のセンサユニットの測定データを受信する受信モードと、を切り換えることが可能である、
請求項1または2に記載の第1のセンサユニット。 - 前記処理モジュールは、前記補正データに基づいて前記第1のセンサユニットの測定データを補正した補正後測定データを算出し、
前記通信モジュールは、前記補正後測定データを送信する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の第1のセンサユニット。 - 前記基準データは、受信した前記第2のセンサユニットの測定データと前記第1のセンサユニットの測定データとの平均値に基づいて算出される、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の第1のセンサユニット。 - 前記測定データは、温度センサ、湿度センサ、気圧(高度計測)センサ、照度センサ、紫外線センサ、騒音センサ、ガスセンサの少なくとも1つから取得された温度、湿度、気圧(高度)、照度、紫外線、騒音、ガス濃度の少なくとも1つに関する測定データである、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の第1のセンサユニット。 - 互いに通信可能な複数のセンサユニットにおける較正方法であって、
前記センサユニットの1つから他のセンサユニットへ測定データを送信し、該他のセンサユニットで当該測定データを記憶するステップと、
当該ステップを、前記測定データを送信するセンサユニットを切り換えて実行し、全ての前記センサユニットの前記測定データを全ての前記センサユニットにおいて記憶するステップと、
各前記センサユニットにおいて、記憶された全ての前記センサユニットの前記測定データに基づいて基準データを算出し、当該基準データ及び自身の前記測定データに基づいて算出された補正データを記憶するステップと、
を有する較正方法。 - 前記補正データに基づいて自身の前記測定データを補正した補正後測定データを算出し、
前記補正後測定データを送信する
請求項7に記載の較正方法。 - 互いに通信可能な複数のセンサユニットにおける較正方法であって、
前記センサユニットのうちの1つをマスタに設定すると共に他のセンサユニットをスレーブに設定し、前記スレーブのセンサユニットから測定データを送信するステップと、
前記マスタのセンサユニットにおいて、複数の前記スレーブのセンサユニットから受信した前記測定データ及び前記マスタのセンサユニットの前記測定データに基づいて基準データを算出し、当該基準データを複数の前記スレーブのセンサユニットへ送信するステップと、
各前記スレーブのセンサユニットにおいて、前記基準データと前記スレーブのセンサユニットの前記測定データとに基づいて補正データを算出し、当該補正データを記憶するステップと、
を有する較正方法。 - 各前記スレーブのセンサユニットは、前記補正データに基づいて各前記スレーブのセンサユニットの前記測定データを補正した補正後測定データを算出し、当該補正後測定データを送信するステップを含む請求項9に記載の較正方法。
- 前記基準データは、複数の前記測定データの平均値に基づいて算出される請求項7〜10のいずれか1項に記載の較正方法。
- 前記センサユニットが動作ボタンを備え、該動作ボタンの押し方に応じて、前記測定データを送信するモードと、前記測定データを受信するモードとを切り換えることが可能である、請求項7〜11のいずれか1項に記載の較正方法。
- 前記測定データは、温度センサ、湿度センサ、気圧(高度計測)センサ、照度センサ、紫外線センサ、騒音センサ、ガスセンサの少なくとも1つから取得された温度、湿度、気圧(高度)、照度、紫外線、騒音、ガス濃度の少なくとも1つの測定データである、請求項7〜12のいずれか1項に記載の較正方法。
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