JP2022032432A - 物理量測定システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 軽量・省スペースであり、測定に関する多岐に亘る大量の情報の記録が可能であり、センサユニットの設置箇所の制約を受けず、しかも比較的安価に構成し得る物理量測定システムを提供する。【解決手段】 スマートフォン２１０をタグ装置１１０に所定距離内に近接させることにより、スマートフォン２１０側の誘導給電送電部２２０からタグ装置１１０側の誘導給電受電部１２０に誘導給電により電力を供給する。これに併行して、センサユニット１４０で検出し、タグ装置１１０側で測定した測定値情報を、第１の通信部１１２および第２の通信部２１２を介して第２の制御部２１３へと伝達する。測定値情報およびそれに関連する日時、場所、センサ情報等は、操作表示部２１１に表示される。【選択図】 図１
Description
本発明は、物理量測定システムに関し、特に、センサユニットで検出された物理量情報が記憶されるタグ装置と、前記タグ装置に記憶された物理量情報を無線通信で読み取る携帯情報端末装置とを有して構成される物理量測定システムに関する。
トンネルや橋梁等を代表例とするインフラ構造物の現場で、ひずみ、変位、加速度、温度等の物理量を測定するに当たっては、下記に述べる多くの課題がある。
例えば、測定器や電池等の機材が多く、これらを測定現場に搬入・搬出するのに多くの労力と時間を要していた。
また、モニタリング装置のように、計測機器を現場に常時設置するようにすれば上記の課題は、解決されるが、搭載している電池は、自然放電もあり長時間の使用に耐えない、という問題がある。
電池に代えて、ソーラーパネルを使用する例もあるが、設置場所に制約があり、例えば、直射日光が当たらないトンネル内や夜間での測定が行えないという問題がある。
例えば、測定器や電池等の機材が多く、これらを測定現場に搬入・搬出するのに多くの労力と時間を要していた。
また、モニタリング装置のように、計測機器を現場に常時設置するようにすれば上記の課題は、解決されるが、搭載している電池は、自然放電もあり長時間の使用に耐えない、という問題がある。
電池に代えて、ソーラーパネルを使用する例もあるが、設置場所に制約があり、例えば、直射日光が当たらないトンネル内や夜間での測定が行えないという問題がある。
また、測定時には、専用の測定器をもって計測作業員がその計測現場まで行き、センサケーブルと専用の測定器を接続し、計測を行った上で、接続したセンサラベルと計測値をメモ帳に記録をする、という煩わしさがある。
このように、計測時に使用されたセンサラベルや計測数値をメモ書きとして、書き残す場合、数値の連続性がなく、直感的に分かりづらい、という課題がある。
このように、計測時に使用されたセンサラベルや計測数値をメモ書きとして、書き残す場合、数値の連続性がなく、直感的に分かりづらい、という課題がある。
ところで、上記の課題に関する従来技術として、特許文献１（特開２００８－１４５４０３号公報）および特許文献２（特開２０１１－１７９８１７号公報）などが知られている。
例えば、特許文献１には、建築物等に生じたひずみを非破壊且つ非接触で計測できるようにすることを課題とし、具体的には、建築物の構造部材の内部に埋設されるＩＣタグと、ＩＣタグから情報を読み出す読み出し装置とを備える歪み計測システムであって、ＩＣタグは、構造部材のＩＣタグが埋設された部分の歪みを検出するためのセンサと、センサの出力信号を無線で外部に送信する送信回路とを備え、読み出し装置は、ＩＣタグから送信された信号を受信する受信回路を備えると共に、情報読み出し／記録装置から発信される電磁波等によりＩＣチップの電源となる起電力を発生するためのアンテナとを備えて構成されている。
例えば、特許文献１には、建築物等に生じたひずみを非破壊且つ非接触で計測できるようにすることを課題とし、具体的には、建築物の構造部材の内部に埋設されるＩＣタグと、ＩＣタグから情報を読み出す読み出し装置とを備える歪み計測システムであって、ＩＣタグは、構造部材のＩＣタグが埋設された部分の歪みを検出するためのセンサと、センサの出力信号を無線で外部に送信する送信回路とを備え、読み出し装置は、ＩＣタグから送信された信号を受信する受信回路を備えると共に、情報読み出し／記録装置から発信される電磁波等によりＩＣチップの電源となる起電力を発生するためのアンテナとを備えて構成されている。
また、特許文献２には、構造物に生じるひずみを無線でモニターしながら、感度の良いひずみ測定システムを提供する、という目的を達成するために、ひずみセンサを金属板に装着し、構造物にリベットにより取り付けた金属板とひずみセンサからの構造物のひずみ情報を、ＲＦＩＤタグを介する無線通信で送信し、特に、金属板が、縦１３ｍｍ、横３５ｍｍ以上であり、縦５０ｍｍ、横１００ｍｍ以下である大きさを有し、厚さ０．０８ｍｍ以上２ｍｍ以下の鉄製であることを条件とし、無線通信に、リーダライタからの電波で駆動するパッシブ型ＲＦＩＤを用い、ひずみ計測のためのブリッジ回路に可変抵抗を用いて、予め可変抵抗でひずみゲージの抵抗をキャンセルした後、ＲＦＩＤタグを樹脂コートし、樹脂コートは、軟質系の樹脂材料であるシリコンゴム又はブチルゴムで覆ったのちに、エポキシ樹脂を流し込んで成型してなることを特徴とする構造物のひずみ計測装置が記載されている。
上記特許文献１および２のいずれの計測システムにおいても、ひずみ情報を外部の読み出し／記録装置（リーダライタ）をもって、ＲＦＩＤと称する無線通信システムで読み出し、且つ記録するようにしている。
しかしながら、上記いずれの計測システムの読出し／記録装置にも下記の課題が残されている。
第１の課題として、特許文献１および２には、情報読出し／記録装置（リーダライタ）からパソコンに情報を転送してなるひずみ計測システムが記載されているが、トンネルや橋梁等の現場にパソコンや電源などを搬入するには、多くの時間と労力がかかる、という課題がある。
しかしながら、上記いずれの計測システムの読出し／記録装置にも下記の課題が残されている。
第１の課題として、特許文献１および２には、情報読出し／記録装置（リーダライタ）からパソコンに情報を転送してなるひずみ計測システムが記載されているが、トンネルや橋梁等の現場にパソコンや電源などを搬入するには、多くの時間と労力がかかる、という課題がある。
また、第２の課題として、特許文献１および２のいずれにおいても、情報読出し／記録装置（リーダライタ）は、歪みセンサタグ（ＲＦタグ）から得られた情報に基づき演算、記録はするようにしているが、単独では、測定に関する多種の情報、例えば、特別な測定条件、測定位置情報や測定時刻情報その他の多岐に亘る情報を記録したり、分析をするなどの機能を果たし得ない、という課題が残されている。
また、第３の課題として、上記いずれの計測システムにおいても、上記第２の課題とも関連するが、パソコンがなければ、リーダライタのみにおいては、記憶し得る容量に限界がある、ということである。
第４の課題として、上記いずれの計測システムにおいても歪みセンサタグ（ＲＦタグ）がセンサと一体構造となっているため、情報読み出し／記録装置（リーダライタ）をかざすことができない高所などには設置が難しいという課題がある。
そして第５の課題として、上記第１～第４の課題をすべて解決し得るような測定システムを構築するには、少なからぬ費用がかかる、という課題がある。
また、第３の課題として、上記いずれの計測システムにおいても、上記第２の課題とも関連するが、パソコンがなければ、リーダライタのみにおいては、記憶し得る容量に限界がある、ということである。
第４の課題として、上記いずれの計測システムにおいても歪みセンサタグ（ＲＦタグ）がセンサと一体構造となっているため、情報読み出し／記録装置（リーダライタ）をかざすことができない高所などには設置が難しいという課題がある。
そして第５の課題として、上記第１～第４の課題をすべて解決し得るような測定システムを構築するには、少なからぬ費用がかかる、という課題がある。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたもので、その第１の目的とするところは、パソコンのような大型の測定機器をトンネルや橋梁等の測定現場に持ち込む必要がなく、軽量且つ省スペースな携帯型の物理量測定システムを提供することにある。
第２の目的とするところは、測定に関する多岐に亘る情報を記録し得る物理量測定システムを提供することにある。
第３の目的とするところは、携帯情報端末装置の記憶容量を大きくし得ることで物理量への換算を可能とした物理量測定システムを提供することにある。
第４の目的とするところは、設置箇所の制限を排し、測定箇所が限定されない測定システムを提供することになる。
第５の目的とするところは、上記第１～第４の目的を達成しつつ、比較的安価な物理量測定システムを提供することにある。
第２の目的とするところは、測定に関する多岐に亘る情報を記録し得る物理量測定システムを提供することにある。
第３の目的とするところは、携帯情報端末装置の記憶容量を大きくし得ることで物理量への換算を可能とした物理量測定システムを提供することにある。
第４の目的とするところは、設置箇所の制限を排し、測定箇所が限定されない測定システムを提供することになる。
第５の目的とするところは、上記第１～第４の目的を達成しつつ、比較的安価な物理量測定システムを提供することにある。
上記第１～第５の目的を達成するために請求項１に記載の本発明の物理量測定システムは、センサユニットで検出された物理量情報が記憶されるタグ装置を含む第１の通信端末と、前記タグ装置に記憶された物理量情報を無線通信で読み取る携帯情報端末装置を含む第２の通信端末とを有して構成される物理量測定システムであって、
前記タグ装置は、
前記センサユニットからの情報を適宜増幅、演算等の処理を施す計測回路と、
前記計測回路からの測定値情報を記憶すると共に、少なくとも前記タグ装置の固有のＩＤ、初期値、校正係数、測定、時刻情報、位置情報を記憶する第１の記憶部と、
前記計測回路、前記記憶部を制御する第１の制御部と、
前記携帯情報端末装置からの要求により前記測定値情報を近接無線信号として送信する第１の通信部と、
前記携帯情報端末装置側から発せられる誘導給電を受電する誘導給電受電部と、
を有してなり、
前記携帯情報端末装置は、
携帯電話機能および携帯情報端末機能等の既存の機能を備えると共に、
前記タグ装置と非接触で前記第１の通信部と通信可能な第２の通信部と、
前記携帯情報端末装置の入出力と画像表示を司る操作表示部と、
前記操作表示部を制御し、前記タグ装置から得た情報を処理する第２の制御部と、
前記第２の制御部で処理した情報を記憶する第２の記憶部と、
を有してなり、
さらに、前記第２の通信端末としての前記携帯情報端末装置に一体的に付設され、前記タグ装置側の前記誘導給電受電部に対し誘導給電を行う誘導給電送電部を備えてなり、
前記第２の通信端末を前記第１の通信端末に近接させることにより、非接触通信により、前記タグ装置側に電力を供給すると共に、前記タグ装置側で検出した測定値情報を携帯情報端末装置側に伝達するように構成したことを特徴としている。
前記タグ装置は、
前記センサユニットからの情報を適宜増幅、演算等の処理を施す計測回路と、
前記計測回路からの測定値情報を記憶すると共に、少なくとも前記タグ装置の固有のＩＤ、初期値、校正係数、測定、時刻情報、位置情報を記憶する第１の記憶部と、
前記計測回路、前記記憶部を制御する第１の制御部と、
前記携帯情報端末装置からの要求により前記測定値情報を近接無線信号として送信する第１の通信部と、
前記携帯情報端末装置側から発せられる誘導給電を受電する誘導給電受電部と、
を有してなり、
前記携帯情報端末装置は、
携帯電話機能および携帯情報端末機能等の既存の機能を備えると共に、
前記タグ装置と非接触で前記第１の通信部と通信可能な第２の通信部と、
前記携帯情報端末装置の入出力と画像表示を司る操作表示部と、
前記操作表示部を制御し、前記タグ装置から得た情報を処理する第２の制御部と、
前記第２の制御部で処理した情報を記憶する第２の記憶部と、
を有してなり、
さらに、前記第２の通信端末としての前記携帯情報端末装置に一体的に付設され、前記タグ装置側の前記誘導給電受電部に対し誘導給電を行う誘導給電送電部を備えてなり、
前記第２の通信端末を前記第１の通信端末に近接させることにより、非接触通信により、前記タグ装置側に電力を供給すると共に、前記タグ装置側で検出した測定値情報を携帯情報端末装置側に伝達するように構成したことを特徴としている。
請求項２に記載の発明の物理量測定システムにおける前記タグ装置における前記誘導給電受電部は、受電アンテナおよび第１のＲＦ回路からなり、前記携帯情報端末装置に付設された前記誘導給電送電部の送電アンテナから誘導給電にて送られる電力信号を前記受電アンテナで受信し、前記第１のＲＦ回路で前記電力信号を所定の規格に従い電源として使用できるように復調し、電源回路へ電力を供給するように構成したことを特徴としている。
請求項３に記載の発明の物理量測定システムにおける前記携帯情報端末装置に付設された誘導給電送電部は、電池と前記電池から供給される電流を高周波信号へ変換する第２のＲＦ回路と、前記高周波信号を受けて前記送電アンテナに向けて給電する送電アンテナからなり、前記携帯情報端末装置およびこれと一体的な前記誘導給電送電部は、前記タグ装置との間が、近接無線通信可能な範囲内にある場合に、前記給電アンテナより自動的に送電を開始すると共に、前記第２の通信部は自動的に通信を開始し、
一方、前記タグ装置との間が近接無線通信可能な範囲外に移動した場合に、前記送電アンテナは、自動的に送電を終了すると共に、前記第２の通信部は、自動的に通信を終了するように構成したことを特徴としている。
一方、前記タグ装置との間が近接無線通信可能な範囲外に移動した場合に、前記送電アンテナは、自動的に送電を終了すると共に、前記第２の通信部は、自動的に通信を終了するように構成したことを特徴としている。
請求項４に記載の発明の物理量測定システムにおける前記タグ装置に設けられたセンサ電源回路は、前記第１のＲＦ回路によって復調された電力を平滑化して、ひずみゲージ式変換器またはひずみゲージを含んで形成されるホイートストンブリッジ回路に直流電流からなるブリッジ電圧を供給するように構成したことを特徴としている。
請求項５に記載の発明の物理量測定システムにおける前記センサユニットは、被測定対象の物理量を検出するひずみゲージ、ひずみゲージを含んで構成されるひずみゲージ式変換器、電圧出力センサ、温度センサのいずれからなるセンサを含んで構成されていることを特徴としている。
請求項５に記載の発明の物理量測定システムにおける前記センサユニットは、被測定対象の物理量を検出するひずみゲージ、ひずみゲージを含んで構成されるひずみゲージ式変換器、電圧出力センサ、温度センサのいずれからなるセンサを含んで構成されていることを特徴としている。
請求項６に記載の発明の物理量測定システムにおける前記携帯情報端末装置は、第２の制御部によって制御され現在の位置情報を取得する位置情報取得部と、現在時刻を取得する時刻情報取得部と、を更に有し、
前記第２の制御部は、前記タグ装置から送信された測定値情報に、前記時刻情報取得部および前記位置情報取得部より取得した測定時刻情報およびＧＰＳ位置情報を紐付けて前記操作表示部に表示し得るように構成したことを特徴としている。
前記第２の制御部は、前記タグ装置から送信された測定値情報に、前記時刻情報取得部および前記位置情報取得部より取得した測定時刻情報およびＧＰＳ位置情報を紐付けて前記操作表示部に表示し得るように構成したことを特徴としている。
請求項７に記載の発明の物理量測定システムは、前記携帯情報端末装置の前記第２の記憶部に記録された情報を、前記携帯情報端末装置の携帯情報端末回線を利用してクラウドサーバー上に保存し得るように構成したことを特徴としている。
請求項８に記載の発明の物理量測定システムにおける前記タグ装置および前記センサユニットは、防水手段をもって被覆されてなることを特徴としている。
請求項９に記載の発明の物理量測定システムにおける前記携帯情報端末装置の背面側には、前記誘導給電送電部が所定量突出する凸状部を形成し、前記タグ装置の一方の面側には、前記誘導給電送電部の前記凸状部が緩く嵌合し得る凹状部を形成してなり、前記凸状部を前記凹状部に近接乃至は嵌合させた状態のとき、非接触通信により前記タグ装置側に電力を供給すると共に、前記タグ装置側で検出した測定値情報を携帯情報端末装置側に安定的に伝達し得るように構成したことを特徴としている。
請求項８に記載の発明の物理量測定システムにおける前記タグ装置および前記センサユニットは、防水手段をもって被覆されてなることを特徴としている。
請求項９に記載の発明の物理量測定システムにおける前記携帯情報端末装置の背面側には、前記誘導給電送電部が所定量突出する凸状部を形成し、前記タグ装置の一方の面側には、前記誘導給電送電部の前記凸状部が緩く嵌合し得る凹状部を形成してなり、前記凸状部を前記凹状部に近接乃至は嵌合させた状態のとき、非接触通信により前記タグ装置側に電力を供給すると共に、前記タグ装置側で検出した測定値情報を携帯情報端末装置側に安定的に伝達し得るように構成したことを特徴としている。
請求項１に記載の発明によれば、センサユニットで検出された物理量情報が記憶されるタグ装置を含む第１の通信端末と、前記タグ装置に記憶された物理量情報を無線通信で読み取る携帯情報端末装置を含む第２の通信端末とを有して構成される物理量測定システムであって、
前記タグ装置は、
前記センサユニットからの情報を適宜増幅、演算等の処理を施す計測回路と、
前記計測回路からの測定値情報を記憶すると共に、少なくとも前記タグ装置の固有のＩＤ、初期値、校正係数、測定、時刻情報、位置情報を記憶する第１の記憶部と、
前記計測回路、前記記憶部を制御する第１の制御部と、
前記携帯情報端末装置からの要求により前記測定値情報を近接無線信号として送信する第１の通信部と、
前記携帯情報端末装置側から発せられる誘導給電を受電する誘導給電受電部と、
を有してなり、
前記携帯情報端末装置は、
携帯電話機能および携帯情報端末機能等の既存の機能を備えると共に、
前記タグ装置と非接触で前記第１の通信部と通信可能な第２の通信部と、
前記携帯情報端末装置の入出力と画像表示を司る操作表示部と、
前記操作表示部を制御し、前記タグ装置から得た情報を処理する第２の制御部と、
前記第２の制御部で処理した情報を記憶する第２の記憶部と、
を有してなり、
さらに、前記携帯情報端末装置に一体的に付設され、前記タグ装置側の前記誘導給電受電部に対し誘導給電を行う誘導給電送電部を備えてなり、
前記携帯情報端末装置を前記タグ装置に近接させることにより、非接触通信により、前記タグ装置側に電力を供給すると共に、前記タグ装置側で検出した測定値情報を携帯情報端末装置側に伝達するように構成したことにより、
第１には、軽量且つ小型の測定機器とすることで、測定現場への搬送や設置を極めて容易化することができ、第２には、多岐にわたる情報を基に種々の分析をすることができ、第３には、携帯情報端末装置における記憶内容や記憶容量を著しく増大させることができ、第４には、設置個所の制限を排し、測定個所が限定されず、第５には、上記の効果を得つつ、従来装置に比べ、比較的安価な物理量測定システムを提供することができる。
前記タグ装置は、
前記センサユニットからの情報を適宜増幅、演算等の処理を施す計測回路と、
前記計測回路からの測定値情報を記憶すると共に、少なくとも前記タグ装置の固有のＩＤ、初期値、校正係数、測定、時刻情報、位置情報を記憶する第１の記憶部と、
前記計測回路、前記記憶部を制御する第１の制御部と、
前記携帯情報端末装置からの要求により前記測定値情報を近接無線信号として送信する第１の通信部と、
前記携帯情報端末装置側から発せられる誘導給電を受電する誘導給電受電部と、
を有してなり、
前記携帯情報端末装置は、
携帯電話機能および携帯情報端末機能等の既存の機能を備えると共に、
前記タグ装置と非接触で前記第１の通信部と通信可能な第２の通信部と、
前記携帯情報端末装置の入出力と画像表示を司る操作表示部と、
前記操作表示部を制御し、前記タグ装置から得た情報を処理する第２の制御部と、
前記第２の制御部で処理した情報を記憶する第２の記憶部と、
を有してなり、
さらに、前記携帯情報端末装置に一体的に付設され、前記タグ装置側の前記誘導給電受電部に対し誘導給電を行う誘導給電送電部を備えてなり、
前記携帯情報端末装置を前記タグ装置に近接させることにより、非接触通信により、前記タグ装置側に電力を供給すると共に、前記タグ装置側で検出した測定値情報を携帯情報端末装置側に伝達するように構成したことにより、
第１には、軽量且つ小型の測定機器とすることで、測定現場への搬送や設置を極めて容易化することができ、第２には、多岐にわたる情報を基に種々の分析をすることができ、第３には、携帯情報端末装置における記憶内容や記憶容量を著しく増大させることができ、第４には、設置個所の制限を排し、測定個所が限定されず、第５には、上記の効果を得つつ、従来装置に比べ、比較的安価な物理量測定システムを提供することができる。
以下、本発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
［第１の実施の形態］
［第１の実施の形態］
次に、本発明に係る物理量測定システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る物理量測定システムの全体の構成を示すブロック図である。
本実施形態の物理量測定システムは、第１の通信端末１００を構成するタグ装置１１０およびセンサユニット１４０と、第２の通信端末２００を構成する携帯情報端末装置および誘導給電送電部２２０とからなる。
このうち、携帯情報端末装置２１０は、使用者が携帯して使用し得る情報処理装置であり、例えば、スマートフォン、携帯電話機等の移動体通信端末、さらにはＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等のスレート端末などがその範疇に含まれる。このような携帯情報端末装置のうち、本発明の実施においては、小型であり、その性能も多岐に亘るスマートフォンが好適である。尚、スマートフォンとは、モバイル向けオペレーティングシステムを備えた携帯電話の総称とされる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る物理量測定システムの全体の構成を示すブロック図である。
本実施形態の物理量測定システムは、第１の通信端末１００を構成するタグ装置１１０およびセンサユニット１４０と、第２の通信端末２００を構成する携帯情報端末装置および誘導給電送電部２２０とからなる。
このうち、携帯情報端末装置２１０は、使用者が携帯して使用し得る情報処理装置であり、例えば、スマートフォン、携帯電話機等の移動体通信端末、さらにはＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等のスレート端末などがその範疇に含まれる。このような携帯情報端末装置のうち、本発明の実施においては、小型であり、その性能も多岐に亘るスマートフォンが好適である。尚、スマートフォンとは、モバイル向けオペレーティングシステムを備えた携帯電話の総称とされる。
そこで、以下、携帯情報端末装置を、その代表例たるスマートフォンに置きかえて説明することとする。
先ず、第１の通信端末１００について、説明する。
第１の通信端末１００を構成するタグ装置１１０とセンサユニット１４０のうち、センサユニット１４０は、例えば、センサの一つである加速度計が、タグ装置１１０の筐体の内部に収納されるような場合は、タグ装置１１０と一体のものとなるが、被測定対象物に直接設置されるひずみゲージ、変位変換器、圧力変換器、トルク変換器、荷重変換器等は、タグ装置１１０とは別体のものとなり、両者の間は、接続ケーブル１４１を介して接続されることになる。
先ず、第１の通信端末１００について、説明する。
第１の通信端末１００を構成するタグ装置１１０とセンサユニット１４０のうち、センサユニット１４０は、例えば、センサの一つである加速度計が、タグ装置１１０の筐体の内部に収納されるような場合は、タグ装置１１０と一体のものとなるが、被測定対象物に直接設置されるひずみゲージ、変位変換器、圧力変換器、トルク変換器、荷重変換器等は、タグ装置１１０とは別体のものとなり、両者の間は、接続ケーブル１４１を介して接続されることになる。
図１において、第１の通信端末１００のうち、タグ装置１１０は、誘導給電受電部１２０と電源回路１１１と、センサ電源回路１１６と、計測回路１１５と、第１の制御部１１３と、第１の記憶部１１４と、第１の通信部１１２とから構成されている。
上記誘導給電受電部１２０は、受電アンテナ１２３と第１のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｎｃｙ）回路１２２とから構成され、この受電アンテナ１２３は、後述する誘導給電送電部２２０の送電アンテナ２２３より誘導給電をもって送られる電力を受信する。
誘導給電技術としては、Ｑｉという国際標準規格とされたものがあり、これは１０ｍｍ程度の金属でない遮蔽物を透過するため非接触で電源を給電することができる。
誘導給電受電部１２０の第１のＲＦ回路１２２は、受電アンテナ１２３で受信した電力が、Ｑｉ規格によって変調されているため、電源として使用できるように高周波信号を整流し、次のタグ装置の電源回路１１１へと電力を供給する。
上記誘導給電受電部１２０は、受電アンテナ１２３と第１のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｎｃｙ）回路１２２とから構成され、この受電アンテナ１２３は、後述する誘導給電送電部２２０の送電アンテナ２２３より誘導給電をもって送られる電力を受信する。
誘導給電技術としては、Ｑｉという国際標準規格とされたものがあり、これは１０ｍｍ程度の金属でない遮蔽物を透過するため非接触で電源を給電することができる。
誘導給電受電部１２０の第１のＲＦ回路１２２は、受電アンテナ１２３で受信した電力が、Ｑｉ規格によって変調されているため、電源として使用できるように高周波信号を整流し、次のタグ装置の電源回路１１１へと電力を供給する。
電源回路１１１は、第１のＲＦ回路から受けた電力の電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータで所要の電圧に変えて、タグ装置１１０の内部回路の各部、即ち、第１の制御部１１３、計測回路１１５等へそれぞれ電力を供給する。
センサ電源回路１１６は、電源回路１１１から受けた電圧を、調整してセンサユニット１４０へセンサ電源を供給する。
センサユニット１４０は、ひずみゲージのみで使用される場合の他、ひずみゲージを用いた各種の変換器、例えば、変位変換器、加速度変換器、圧力変換器、トルク変換器、荷重変換器等が含まれる。
ひずみゲージを用いた場合、１ゲージ法２線式モード、１ゲージ法３線式モード、２ゲージ法モード、フルブリッジモード等によって構成は異なるが、ホイートストンブリッジに組み込まれ、その入力端にブリッジ電源（ＢＶ）が印加される。
センサ電源回路１１６は、電源回路１１１から受けた電圧を、調整してセンサユニット１４０へセンサ電源を供給する。
センサユニット１４０は、ひずみゲージのみで使用される場合の他、ひずみゲージを用いた各種の変換器、例えば、変位変換器、加速度変換器、圧力変換器、トルク変換器、荷重変換器等が含まれる。
ひずみゲージを用いた場合、１ゲージ法２線式モード、１ゲージ法３線式モード、２ゲージ法モード、フルブリッジモード等によって構成は異なるが、ホイートストンブリッジに組み込まれ、その入力端にブリッジ電源（ＢＶ）が印加される。
また、センサが温度センサや電圧出力センサの場合は、ホイートストンブリッジは組まれず、別途回路構成される。
このようにセンサユニット１４０は、センサを含んで構成される入出力構成部分を含むものとする。
計測回路１１５は、センサユニット１４０の出力を、例えば、ホイートストンブリッジの出力端から、ひずみゲージの抵抗値変化に基づく電圧信号として受けて、増幅する増幅回路（図示せず）や、この増幅回路から受け取った測定値（アナログ信号）を量子化し、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路（図示せず）の機能を有するものとする。
第１の制御部１１３は、例えば、ＭＣＵ（Ｍｅｍｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からなり、内蔵されるメモリ制御を果たすものであり、上記計測回路１１５より受け取った、例えば、デジタル信号からなる測定値（計測値）を、第１の記憶部１１４へ書き込み、さらに後述するスマートフォン２１０の第２の制御部２１３へ第１の通信部１１２および第２の通信部２１２を介して送信制御する。
このようにセンサユニット１４０は、センサを含んで構成される入出力構成部分を含むものとする。
計測回路１１５は、センサユニット１４０の出力を、例えば、ホイートストンブリッジの出力端から、ひずみゲージの抵抗値変化に基づく電圧信号として受けて、増幅する増幅回路（図示せず）や、この増幅回路から受け取った測定値（アナログ信号）を量子化し、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路（図示せず）の機能を有するものとする。
第１の制御部１１３は、例えば、ＭＣＵ（Ｍｅｍｏｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からなり、内蔵されるメモリ制御を果たすものであり、上記計測回路１１５より受け取った、例えば、デジタル信号からなる測定値（計測値）を、第１の記憶部１１４へ書き込み、さらに後述するスマートフォン２１０の第２の制御部２１３へ第１の通信部１１２および第２の通信部２１２を介して送信制御する。
さらに、第１の制御部１１３は、上記計測回路１１５より受け取ったデジタル信号からなる測定値に対して、フィルタでノイズを除去し、フィルタ適用後の測定値が、正常な範囲内かどうかを判断する。測定範囲内の場合、測定が正常に行われたと判断し、当該測定値情報を、例えば、不輝発性のメモリとしてのＥＥＰＲＯＭからなる、第１の記憶部１１４に書き込む。
測定が正常に行われた場合は、第１の制御部１１３は、例えば、６回計測を行い、そのうちの最大値と最小値を除き、中間の４つの測定値をもとに、平均値を算出し、その結果を第１の記憶部１１４へ書き込むように構成されている。
測定値が異常であった場合には、再度計測回路１１５に、量子化要求を出し、測定値を再度受け取る。
この動作は、繰り返し行われるが、内蔵されたタイマーで計測し、一定時間（限定的ではないが、例えば、約１０秒間）経過しても測定値が異常であった場合には、測定を終了する。
測定が正常に行われた場合は、第１の制御部１１３は、例えば、６回計測を行い、そのうちの最大値と最小値を除き、中間の４つの測定値をもとに、平均値を算出し、その結果を第１の記憶部１１４へ書き込むように構成されている。
測定値が異常であった場合には、再度計測回路１１５に、量子化要求を出し、測定値を再度受け取る。
この動作は、繰り返し行われるが、内蔵されたタイマーで計測し、一定時間（限定的ではないが、例えば、約１０秒間）経過しても測定値が異常であった場合には、測定を終了する。
上記第１の制御部１１３より出力される測定値情報は、第１の記憶部１１４に書き込まれると共に、第１の通信部１１２からスマートフォン２１０の第２の通信部２１２へ送信される。
この第１の記憶部１１４には、第１の制御部１１３からの測定値情報を順次記憶されると共に、少なくともタグ装置１１０の固有のＩＤ、初期値、校正係数、測定時刻情報、位置情報等が記憶される。
次に、第２の通信端末２００について、図１を参照して説明する。
第２の通信端末２００は、スマートフォン２１０と、このスマートフォン２１０に一体的に付設され、前記タグ装置１１０側の誘導給電受電部１２０に対し、誘導給電を行う誘導給電送電部２２０とで構成される。
この第１の記憶部１１４には、第１の制御部１１３からの測定値情報を順次記憶されると共に、少なくともタグ装置１１０の固有のＩＤ、初期値、校正係数、測定時刻情報、位置情報等が記憶される。
次に、第２の通信端末２００について、図１を参照して説明する。
第２の通信端末２００は、スマートフォン２１０と、このスマートフォン２１０に一体的に付設され、前記タグ装置１１０側の誘導給電受電部１２０に対し、誘導給電を行う誘導給電送電部２２０とで構成される。
上記スマートフォン２１０は、操作表示部２１１と、第２の通信部２１２と、第２の制御部２１３と、第２の記憶部２１４と、時刻情報取得部２１５と、位置情報取得部２１６とから構成されている。
誘導給電送電部２２０は、電池２２１と、第２のＲＦ回路２２２と、送電アンテナ２２３とから構成されている。
上記操作表示部２１１は、一般に、液晶のタッチパネルで構成され、指先やタッチペン等で液晶画面に触れることで必要な情報を入力すると共に操作結果に応じた情報を表示する、いわゆる入力と表示の２つの機能を融合したデバイスである。
誘導給電送電部２２０は、電池２２１と、第２のＲＦ回路２２２と、送電アンテナ２２３とから構成されている。
上記操作表示部２１１は、一般に、液晶のタッチパネルで構成され、指先やタッチペン等で液晶画面に触れることで必要な情報を入力すると共に操作結果に応じた情報を表示する、いわゆる入力と表示の２つの機能を融合したデバイスである。
本発明においては、上記操作表示部２１１には、図３の正面図に示すように、測定日時、測定値、センサＩＤ、センサ情報、設置場所、位置情報（緯度、経度）等を表示するように構成してあるが、これらに限定されるものではなく、携帯電話機能や携帯情報端末機能等の既存の機能を実現するための操作情報を表示させる機能を有していてもよい。
上記第２の通信部２１２は、前記第１の通信部１１２との間において、例えばＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）と称する近距離無線通信規格に基づいて無線で情報を収受する。
上記ＮＦＣという規格を使用した場合、約１０ｍｍの範囲内で、近接通信が可能であり、第２の通信端末２００のスマートフォン２１０を第１の通信端末１００のタグ装置１１０にかざす（接近させる）と、第２の通信部２１２と第１の通信部１１２は、自動的に近接無線通信を開始するように動作する。
上記第２の通信部２１２は、前記第１の通信部１１２との間において、例えばＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）と称する近距離無線通信規格に基づいて無線で情報を収受する。
上記ＮＦＣという規格を使用した場合、約１０ｍｍの範囲内で、近接通信が可能であり、第２の通信端末２００のスマートフォン２１０を第１の通信端末１００のタグ装置１１０にかざす（接近させる）と、第２の通信部２１２と第１の通信部１１２は、自動的に近接無線通信を開始するように動作する。
上記第２の制御部２１３は、第１の記憶部１１４から計測値等の情報を第１の通信部１１２と第２の通信部２１２を順次介して読み込み、第２の記憶部２１４へ書き込む。また、第２の制御部２１３は、上記動作を実行すると共に、時刻情報取得部２１５より現在時刻（測定時刻）を取得したり、ＧＰＳからなる位置情報取得部２１６よりの位置情報を取得し、共に第２の記憶部２１４へ書き込む。
第２の通信端末を構成する誘導給電送電部２２０は、電池２２１と、第２のＲＦ回路２２２と、送電アンテナ２２３とからなり、誘導給電送電部２２０の電源スイッチ（図示せず）をＯＮにすると、電池２２１から供給された電流が、第２のＲＦ回路２２２にて、例えば、１１０ＫＨｚ～２０５ＫＨｚの高周波信号へと変換され、送電アンテナ２２３から電力を誘導給電にて送電するように構成されている。
第２の通信端末を構成する誘導給電送電部２２０は、電池２２１と、第２のＲＦ回路２２２と、送電アンテナ２２３とからなり、誘導給電送電部２２０の電源スイッチ（図示せず）をＯＮにすると、電池２２１から供給された電流が、第２のＲＦ回路２２２にて、例えば、１１０ＫＨｚ～２０５ＫＨｚの高周波信号へと変換され、送電アンテナ２２３から電力を誘導給電にて送電するように構成されている。
図４は、本発明に係る物理量測定システムの第１の通信端末を構成するタグ装置とセンサユニットを、正面斜めから見た外観構成を示す斜視図である。
図４において、タグ装置１１０は、縦長で比較的薄型の矩形体を呈する筐体１１０Ａの内部に収納されている。上記筐体１１０Ａの下半部には、不等角な八角形状溝からなる凹状部１１０Ｂが形成されている。
タグ装置１１０の筐体１１０Ａの上端部には、接続ケーブル１４１の基端部が接続され、接続ケーブル１４１の先端部がセンサユニット１４０（本実施の形態においては、変位変換器を例示している）に接続されている。
尚、図４において、筐体１１０Ａの上半部に破線で示す三重丸部分は、第１の通信部１１２の配設部位に対応し、筐体１１０Ａの下半部に破線で示す五重丸部分は、誘導給電受電部１２０の受電アンテナ１２３に対応していることを示している。
図４において、タグ装置１１０は、縦長で比較的薄型の矩形体を呈する筐体１１０Ａの内部に収納されている。上記筐体１１０Ａの下半部には、不等角な八角形状溝からなる凹状部１１０Ｂが形成されている。
タグ装置１１０の筐体１１０Ａの上端部には、接続ケーブル１４１の基端部が接続され、接続ケーブル１４１の先端部がセンサユニット１４０（本実施の形態においては、変位変換器を例示している）に接続されている。
尚、図４において、筐体１１０Ａの上半部に破線で示す三重丸部分は、第１の通信部１１２の配設部位に対応し、筐体１１０Ａの下半部に破線で示す五重丸部分は、誘導給電受電部１２０の受電アンテナ１２３に対応していることを示している。
図５は、本発明に係る物理量測定システムの第２の通信端末を構成する携帯情報端末装置としてのスマートフォンおよび誘導給電送電部の背面側を斜めから見た外観構成を示す斜視図である。
図５において、第２の通信端末２００を構成するスマートフォン２１０の筐体２１０Ａの背面側に誘導給電送電部２２０が一体的に付設されている。
具体的には、スマートフォン２１０の筐体２１０Ａの背面側のやや下方寄りに、誘導給電送電部２２０の筐体２２０Ａが突設されている。
その筐体２２０Ａは、所定量突出する２つの凸状部２２０Ｂと２２０Ｃが連設されている。
２つの凸状部２２０Ｂと２２０Ｃのうち、上側の凸状部２２０Ｂは、上述した図４におけるタグ装置１１０の凹状部１１０Ｂよりやや小さい相似形を呈し、該凹状部１１０Ｂに嵌合し得るように形成されている。
図５において、第２の通信端末２００を構成するスマートフォン２１０の筐体２１０Ａの背面側に誘導給電送電部２２０が一体的に付設されている。
具体的には、スマートフォン２１０の筐体２１０Ａの背面側のやや下方寄りに、誘導給電送電部２２０の筐体２２０Ａが突設されている。
その筐体２２０Ａは、所定量突出する２つの凸状部２２０Ｂと２２０Ｃが連設されている。
２つの凸状部２２０Ｂと２２０Ｃのうち、上側の凸状部２２０Ｂは、上述した図４におけるタグ装置１１０の凹状部１１０Ｂよりやや小さい相似形を呈し、該凹状部１１０Ｂに嵌合し得るように形成されている。
図５において、スマートフォン２１０の筐体２１０Ａにおける上端寄りの部位に破線で示す三重丸部分は、第２の通信部２１２の配設部位に対応し、誘導給電送電部２２０の筐体２２０Ａのうち、上側の凸状部２２０Ｂの中央部に破線で示す五重丸部分は、誘導給電送電部２２０の送電アンテナ２２３に対応していることを示している。
尚、スマートフォン２１０の筐体２１０Ａと、誘導給電送電部２２０の筐体２２０Ａとは、別体のものとして説明したが、両者は、一体の筐体として形成してもよい。
次に、図２に示すフローチャートを参照して、本発明の第１の実施形態に係る物理量測定システムの動作を説明する。
尚、スマートフォン２１０の筐体２１０Ａと、誘導給電送電部２２０の筐体２２０Ａとは、別体のものとして説明したが、両者は、一体の筐体として形成してもよい。
次に、図２に示すフローチャートを参照して、本発明の第１の実施形態に係る物理量測定システムの動作を説明する。
図２において、先ず、スマートフォン２１０の電源を入れると、ＯＳが立ち上がり（ステップＳ３０１）、ＮＦＣ規格に基づいて第２の通信部２１２が作動して動作の準備をする（ステップＳ３０２）。その後、近接無線通信可能な通常使用状態へと移行する（ステップＳ３０３）。
一方、これと並行して誘導給電送電部２２０の電源をＯＮ（ステップＳ４０１）にすると、電池２２１から供給された電流が第２のＲＦ回路２２２にて、例えば、１１０ＫHｚ～２０５ＫHｚの高周波信号へと変換され、電力を供給する準備が行われ（ステップＳ４０２）、誘導給電送電部２２０は、待機（スタンバイ）状態となる（ステップＳ４０３）。
そこで、第２の通信端末２００のスマートフォン２１０を誘導給電送電部２２０と共に、タグ装置１１０に接近（かざす）乃至は、図５に示す誘導給電送電部２２０の筐体２２０Ａに設けた上側の凸状部２２０Ｂを、図４に示すタグ装置１１０の筐体１１０Ａに形成した凹状部１１０Ｂに嵌合当接させる。
一方、これと並行して誘導給電送電部２２０の電源をＯＮ（ステップＳ４０１）にすると、電池２２１から供給された電流が第２のＲＦ回路２２２にて、例えば、１１０ＫHｚ～２０５ＫHｚの高周波信号へと変換され、電力を供給する準備が行われ（ステップＳ４０２）、誘導給電送電部２２０は、待機（スタンバイ）状態となる（ステップＳ４０３）。
そこで、第２の通信端末２００のスマートフォン２１０を誘導給電送電部２２０と共に、タグ装置１１０に接近（かざす）乃至は、図５に示す誘導給電送電部２２０の筐体２２０Ａに設けた上側の凸状部２２０Ｂを、図４に示すタグ装置１１０の筐体１１０Ａに形成した凹状部１１０Ｂに嵌合当接させる。
すると、誘導給電送電部２２０の送電アンテナ２２３から誘導給電受電部１２０の受電アンテナ１２３へ電力が供給される（ステップＳ４０４）。その結果、誘導給電受電部１２０が受電し（ステップＳ５０１）、動作を開始する（ステップＳ５０２）。誘導給電受電部１２０においては、第１のＲＦ回路１２２で、高周波信号を整流し（ステップＳ５０３）、電源回路１１１へ電力を供給する（ステップＳ５０４）。
電力を受けたタグ装置１１０の電源回路１１１が、起動し（ステップＳ６５１）、一方では第１の制御部１１３側へ電源を供給する（ステップＳ６０１）と共に、センサ電源回路１１６へ電源を供給する（ステップＳ７０１）。
電源回路１１１から電源の供給を受けて、第１の制御部１１３が起動し（ステップＳ６０１）、第１の制御部１１３は、第１の記憶部１１４に格納された前回の測定情報を第１の通信部１１２を介してスマートフォン２１０の第２の通信部２１２へ送信する（ステップＳ６０２）。
電力を受けたタグ装置１１０の電源回路１１１が、起動し（ステップＳ６５１）、一方では第１の制御部１１３側へ電源を供給する（ステップＳ６０１）と共に、センサ電源回路１１６へ電源を供給する（ステップＳ７０１）。
電源回路１１１から電源の供給を受けて、第１の制御部１１３が起動し（ステップＳ６０１）、第１の制御部１１３は、第１の記憶部１１４に格納された前回の測定情報を第１の通信部１１２を介してスマートフォン２１０の第２の通信部２１２へ送信する（ステップＳ６０２）。
上記前回の測定情報の中には、そのセンサに関する情報、例えば、固有のＩＤや初期値、校正係数と、前回の測定値が含まれる。
タグ装置１１０の第１の制御部１１３は、前回の測定情報を送信した後、第１の記憶部１１４の計測前処理（例えば、第１の制御部１１３のアンプのゲイン設定、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングの時定数の設定等の起動準備）を行う（ステップＳ６０３）。
一方、スマートフォン２１０の第２の制御部２１３は、第１の通信部１１２および第２の通信部２１２を介して、第１の記憶部１１４に記憶された上記前回の測定情報を受信し、読み込みを行う（ステップＳ３０４）。
また、スマートフォン２１０の第２の制御部２１３は、位置情報取得部２１６からＧＰＳ位置情報を取得し、第２の記憶部２１４へ書き込む（ステップＳ３０５）。
タグ装置１１０の第１の制御部１１３は、前回の測定情報を送信した後、第１の記憶部１１４の計測前処理（例えば、第１の制御部１１３のアンプのゲイン設定、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングの時定数の設定等の起動準備）を行う（ステップＳ６０３）。
一方、スマートフォン２１０の第２の制御部２１３は、第１の通信部１１２および第２の通信部２１２を介して、第１の記憶部１１４に記憶された上記前回の測定情報を受信し、読み込みを行う（ステップＳ３０４）。
また、スマートフォン２１０の第２の制御部２１３は、位置情報取得部２１６からＧＰＳ位置情報を取得し、第２の記憶部２１４へ書き込む（ステップＳ３０５）。
上述したステップＳ６０２、ステップＳ６０３、ステップＳ３０４およびステップＳ３０５の動作と並行して、タグ装置１１０のセンサ電源回路１１６は、電源回路１１１より供給された電力を、センサユニット１４０に適した電圧に変換し、例えばセンサユニット１４０がひずみゲージ式変換器であって、ブリッジ回路が形成されている場合であればそのブリッジ回路の入力端に所定のブリッジ電圧を印加する（ステップＳ７０１）。
そして、センサユニット１４０から出力された電圧は、計測回路１１５にてＡ／Ｄ変換され、第１の制御部１１３へ送られる（ステップＳ７０２）。
タグ装置１１０の第１の制御部１１３は、計測回路１１５から得た計測値を第１の記憶部１１４へ書き込み（ステップＳ６０４）、第１の通信部１１２および第２の通信部２１２を介し、スマートフォン２１０の第２の制御部２１３へ送信し（ステップＳ６０５）、スリープ状態へ移行する（ステップＳ６０６）。
そして、センサユニット１４０から出力された電圧は、計測回路１１５にてＡ／Ｄ変換され、第１の制御部１１３へ送られる（ステップＳ７０２）。
タグ装置１１０の第１の制御部１１３は、計測回路１１５から得た計測値を第１の記憶部１１４へ書き込み（ステップＳ６０４）、第１の通信部１１２および第２の通信部２１２を介し、スマートフォン２１０の第２の制御部２１３へ送信し（ステップＳ６０５）、スリープ状態へ移行する（ステップＳ６０６）。
一方、スマートフォン２１０の第２の制御部２１３は、上述のように送信された第１の記憶部１１４の計測値の情報を読み込み、さらに先にステップＳ３０５にて取得したＧＰＳ位置情報と共に、時刻情報取得部２１５より現在時刻を取得し、共に第２の記憶部２１４へ書き込む（ステップＳ３０６）。
その後、第２の制御部２１３は、第２の記憶部２１４に書き込まれた情報を用いて、操作表示部２１１へ表示する数値についての演算処理を行う（ステップＳ３０７）。
ここでいう操作表示部２１１に表示する計測値とは、例えば計測値から初期値を引いた値（計測値）や、物理量に換算した値（例えば、変位量、加速度、圧力、トルク、荷重、電圧、温度等の物理量値）である。
そして、スマートフォン２１０の第２の制御部２１３は、上記計測値、物理量値のほか現在時刻、測定位置情報等を、操作表示部２１１に表示する（ステップＳ３０８）。
この操作表示部２１１に表示される画面を模擬的に表した図が、図３である。
その後、第２の制御部２１３は、第２の記憶部２１４に書き込まれた情報を用いて、操作表示部２１１へ表示する数値についての演算処理を行う（ステップＳ３０７）。
ここでいう操作表示部２１１に表示する計測値とは、例えば計測値から初期値を引いた値（計測値）や、物理量に換算した値（例えば、変位量、加速度、圧力、トルク、荷重、電圧、温度等の物理量値）である。
そして、スマートフォン２１０の第２の制御部２１３は、上記計測値、物理量値のほか現在時刻、測定位置情報等を、操作表示部２１１に表示する（ステップＳ３０８）。
この操作表示部２１１に表示される画面を模擬的に表した図が、図３である。
尚、誘導給電送電部２２０の電源をＯＦＦにする（ステップＳ４０５）と、誘導給電受電部１２０への送電が停止され、タグ装置１１０の動作が終了する（ステップＳ６０７）。
また、第２の通信端末２００を、タグ装置１１０から所定の距離以上離すことによっても、誘導給電受電部１２０への送電は、停止される。
また、スマートフォン２１０の第２の通信部２１２と、タグ装置１１０の第１の通信部１１２との間の通信も、タグ装置１１０からスマートフォン２１０を所定距離以上離すことで、同様に停止する。
本発明に係る物理量測定システムについて、その要旨とするところを整理すると、以下の通りである。
また、第２の通信端末２００を、タグ装置１１０から所定の距離以上離すことによっても、誘導給電受電部１２０への送電は、停止される。
また、スマートフォン２１０の第２の通信部２１２と、タグ装置１１０の第１の通信部１１２との間の通信も、タグ装置１１０からスマートフォン２１０を所定距離以上離すことで、同様に停止する。
本発明に係る物理量測定システムについて、その要旨とするところを整理すると、以下の通りである。
本発明に係る物理量測定システムは、センサユニット１４０で検出された物理量情報が記憶されるタグ装置１１０を含む第１の通信端末１００と、前記タグ装置１１０に記憶された物理量情報を無線通信で読み取る携帯情報端末装置（スマートフォンと読み替えることもある）２１０を含む第２の通信端末２００とを有して構成される。
そして、前記タグ装置１１０は、
前記センサユニット１４０からの情報を適宜増幅、演算等の処理を施す計測回路１１５と、
前記計測回路１１５からの測定値情報を順次記憶すると共に、少なくとも前記タグ装置１１０の固有のＩＤ、初期値、校正係数、測定、測定時刻情報、位置情報を記憶する第１の記憶部１１４と、
前記計測回路１１５、前記第１の記憶部１１４を制御する第１の制御部１１３と、
前記携帯情報端末装置２１０からの要求により前記測定値情報を近接無線信号として送信する第１の通信部１１２と、
前記携帯情報端末装置２１０側から発せられる誘導給電を受電する誘導給電受電部１２０とを、
有してなる。
そして、前記タグ装置１１０は、
前記センサユニット１４０からの情報を適宜増幅、演算等の処理を施す計測回路１１５と、
前記計測回路１１５からの測定値情報を順次記憶すると共に、少なくとも前記タグ装置１１０の固有のＩＤ、初期値、校正係数、測定、測定時刻情報、位置情報を記憶する第１の記憶部１１４と、
前記計測回路１１５、前記第１の記憶部１１４を制御する第１の制御部１１３と、
前記携帯情報端末装置２１０からの要求により前記測定値情報を近接無線信号として送信する第１の通信部１１２と、
前記携帯情報端末装置２１０側から発せられる誘導給電を受電する誘導給電受電部１２０とを、
有してなる。
そして、前記携帯情報端末装置２１０は、
携帯電話機能および携帯情報端末機能等の既存の機能を備えると共に、
前記タグ装置１１０と非接触で前記第１の通信部１１２と通信可能な第２の通信部２１２と、
携帯情報端末装置２１０の入出力と画像表示を司る操作表示部２１１と、
前記操作表示部２１１を制御し、前記タグ装置１１０から得た情報を処理する第２の制御部２１３と、
前記第２の制御部２１３で処理した情報を記憶する第２の記憶部２１４と、
を有してなり、
さらに、前記第２の通信端末２００としての前記携帯情報端末装置２１０に一体的に付設され、前記タグ装置１１０側の誘導給電受電部１２０に対し誘導給電を行う誘導給電送電部２２０を備えてなる。
携帯電話機能および携帯情報端末機能等の既存の機能を備えると共に、
前記タグ装置１１０と非接触で前記第１の通信部１１２と通信可能な第２の通信部２１２と、
携帯情報端末装置２１０の入出力と画像表示を司る操作表示部２１１と、
前記操作表示部２１１を制御し、前記タグ装置１１０から得た情報を処理する第２の制御部２１３と、
前記第２の制御部２１３で処理した情報を記憶する第２の記憶部２１４と、
を有してなり、
さらに、前記第２の通信端末２００としての前記携帯情報端末装置２１０に一体的に付設され、前記タグ装置１１０側の誘導給電受電部１２０に対し誘導給電を行う誘導給電送電部２２０を備えてなる。
上記のように構成してなる前記第２の通信端末２００を前記第１の通信端末１００に近接させることにより、非接触通信により、前記タグ装置１１０側に電力を供給すると共に、前記タグ装置１１０側で検出した測定値情報を携帯情報端末装置２１０側に伝達するように構成したことを特徴としている（請求項１に対応する）。
上記のように構成したことにより、
第１には、軽量且つ小型の測定機器とすることで、測定現場への搬送や設置を極めて容易化することができ、第２には、多岐にわたる情報を基に種々の分析をすることができ、第３には、携帯情報端末装置における記憶内容や記憶容量を著しく増大させることができ、第４には、設置個所の制限を排し、測定個所が限定されず、第５には、上記の効果を得つつ、従来装置に比べ、比較的安価な物理量測定システムを提供することができる。
上記のように構成したことにより、
第１には、軽量且つ小型の測定機器とすることで、測定現場への搬送や設置を極めて容易化することができ、第２には、多岐にわたる情報を基に種々の分析をすることができ、第３には、携帯情報端末装置における記憶内容や記憶容量を著しく増大させることができ、第４には、設置個所の制限を排し、測定個所が限定されず、第５には、上記の効果を得つつ、従来装置に比べ、比較的安価な物理量測定システムを提供することができる。
また、前記タグ装置１１０における前記誘導給電受電部１２０は、受電アンテナ１２３および第１のＲＦ回路１２２からなり、前記携帯情報端末装置（スマートフォン２１０）に付設された前記誘導給電送電部２２０の送電アンテナ２２３から誘導給電にて送られる電力信号を前記受電アンテナ１２３で受信し、前記第１のＲＦ回路１２２で前記電力信号を所定の規格に従い電源として使用できるように復調し、電源回路１１１へ電力を供給するように構成したことを特徴としている（請求項２に対応している）。
このように構成したことにより、タグ装置１１０内に、自然放電の生じる電池を内蔵させる必要性をなく、延いては、電池の交換作業の手間を無くし得ると共に、夜間やトンネル内等の環境下では、測定が限られてしまうソーラーパネルを使用しなくてもすむという利点が得られる。
このように構成したことにより、タグ装置１１０内に、自然放電の生じる電池を内蔵させる必要性をなく、延いては、電池の交換作業の手間を無くし得ると共に、夜間やトンネル内等の環境下では、測定が限られてしまうソーラーパネルを使用しなくてもすむという利点が得られる。
また、前記携帯情報端末装置（スマートフォン２１０）に付設された誘導給電送電部２２０は、電池２２１と前記電池２２１から供給される電流を高周波信号へ変換する第２のＲＦ回路２２２と、前記高周波信号を受けて前記受電アンテナ１２３に向けて給電する送電アンテナ２２３からなり、前記携帯情報端末装置２１０およびこれと一体的な前記誘導給電送電部２２０は、前記タグ装置１１０との間が、近接無線通信可能な範囲内にある場合に、前記送電アンテナ２２３より自動的に送電を開始すると共に、前記第２の通信部２１２は、自動的に通信を開始し、
一方、前記タグ装置１１０との間が近接無線通信可能な範囲外に移動（離間）した場合に、前記送電アンテナ２２３は、自動的に送電を終了すると共に、前記第２の通信部２１２は、自動的に通信を終了するように構成したことを特徴としている（請求項３に対応する）。
一方、前記タグ装置１１０との間が近接無線通信可能な範囲外に移動（離間）した場合に、前記送電アンテナ２２３は、自動的に送電を終了すると共に、前記第２の通信部２１２は、自動的に通信を終了するように構成したことを特徴としている（請求項３に対応する）。
このように構成することにより、誘導給電送電部２２０から誘導給電受電部１２０への電源の送電と、第２の通信部２１２と第１の通信部１１２との間の通信とを、スマートフォン２１０と、タグ装置１１０との間を、接近するだけの操作で同時に開始させることができ、両者の間を離間させるだけの操作で、同時に終了させることができるので、操作が極めて簡易化される。
また、前記タグ装置１１０に設けられたセンサ電源回路１１６は、前記第１のＲＦ回路１２２によって復調された電力を平滑化して、ひずみゲージ式変換器またはひずみゲージを含んで形成されるホイートストンブリッジ回路に直流電流からなるブリッジ電圧を供給するように構成したことを特徴としている（請求項４に対応する）。
このように構成することにより、少なくとも、センサユニット１４０としてブリッジ回路を形成するひずみゲージ式変換器やひずみゲージを含んで構成されるブリッジ回路の入力端に所定のブリッジ電圧を供給することができ、当該ブリッジ回路の出力端から、ひずみゲージの抵抗値変化に基づく電圧信号を取り出すことができる。
また、前記タグ装置１１０に設けられたセンサ電源回路１１６は、前記第１のＲＦ回路１２２によって復調された電力を平滑化して、ひずみゲージ式変換器またはひずみゲージを含んで形成されるホイートストンブリッジ回路に直流電流からなるブリッジ電圧を供給するように構成したことを特徴としている（請求項４に対応する）。
このように構成することにより、少なくとも、センサユニット１４０としてブリッジ回路を形成するひずみゲージ式変換器やひずみゲージを含んで構成されるブリッジ回路の入力端に所定のブリッジ電圧を供給することができ、当該ブリッジ回路の出力端から、ひずみゲージの抵抗値変化に基づく電圧信号を取り出すことができる。
また、前記センサユニット１４０は、被測定対象の物理量を検出するひずみゲージ、ひずみゲージを含んで構成されるひずみゲージ式変換器、電圧出力センサ、温度センサのいずれからなるセンサを含んで構成されていることを特徴としている（請求項５に対応する）。
センサユニット１４０としては、ひずみゲージを含んでブリッジ回路が形成されるひずみゲージ式変換器に限らず、ブリッジ回路が組まれない電圧出力センサや温度センサなど広汎なセンサが適用可能である。
また、前記携帯情報端末装置２１０は、第２の制御部２１３によって制御され現在の位置情報を取得する位置情報取得部２１６と、現在時刻を取得する時刻情報取得部２１５と、を更に有し、
前記第２の制御部２１３は、前記タグ装置１１０から送信された測定値情報に、前記時刻情報取得部２１５および前記位置情報取得部２１６より取得した現在時刻情報およびＧＰＳ位置情報を紐付けて前記操作表示部２１１に表示し得るように構成したことを特徴としている（請求項６に対応する）。
このように構成することによって、測定値情報の他に、測定時刻情報、測定位置情報等、多岐に亘る情報を入手することができ、従来のようにメモ等による記録方法に比べ、正確な情報が同時に且つ容易に得られ、種々の分析をする上で、極めて好都合である。
センサユニット１４０としては、ひずみゲージを含んでブリッジ回路が形成されるひずみゲージ式変換器に限らず、ブリッジ回路が組まれない電圧出力センサや温度センサなど広汎なセンサが適用可能である。
また、前記携帯情報端末装置２１０は、第２の制御部２１３によって制御され現在の位置情報を取得する位置情報取得部２１６と、現在時刻を取得する時刻情報取得部２１５と、を更に有し、
前記第２の制御部２１３は、前記タグ装置１１０から送信された測定値情報に、前記時刻情報取得部２１５および前記位置情報取得部２１６より取得した現在時刻情報およびＧＰＳ位置情報を紐付けて前記操作表示部２１１に表示し得るように構成したことを特徴としている（請求項６に対応する）。
このように構成することによって、測定値情報の他に、測定時刻情報、測定位置情報等、多岐に亘る情報を入手することができ、従来のようにメモ等による記録方法に比べ、正確な情報が同時に且つ容易に得られ、種々の分析をする上で、極めて好都合である。
また、前記携帯情報端末装置２１０の前記第２の記憶部２１４に記録された情報は、前記携帯情報端末装置２１０の携帯情報端末回線を利用してクラウドサーバー上に保存し得るように構成したことを特徴としている（請求項７に対応する）。
このように、クラウドサーバーを利用することにより、インターネット環境があれば、設備費用等の初期費用を安く抑えることができ、ストレージの拡張性も高いので、多岐に亘り且つ膨大な記憶容量を増大させることができる。
また、前記タグ装置１１０および前記センサユニット１４０は、防水手段をもって被覆され且つ防水処理を施されてなることを特徴としている（請求項８に対応する）。
このように構成することで、計測時に雨が降っている場合であっても、タグ装置１１０の筐体１１０Ａ、センサユニット１４０および接続ケーブル１４１の接続部からの水分の浸入が防止され、内部構成部品の腐食や電気系統の絶縁低下を未然に防止し、延いては測定の安定性と耐久性の向上を図ることができる。
このように、クラウドサーバーを利用することにより、インターネット環境があれば、設備費用等の初期費用を安く抑えることができ、ストレージの拡張性も高いので、多岐に亘り且つ膨大な記憶容量を増大させることができる。
また、前記タグ装置１１０および前記センサユニット１４０は、防水手段をもって被覆され且つ防水処理を施されてなることを特徴としている（請求項８に対応する）。
このように構成することで、計測時に雨が降っている場合であっても、タグ装置１１０の筐体１１０Ａ、センサユニット１４０および接続ケーブル１４１の接続部からの水分の浸入が防止され、内部構成部品の腐食や電気系統の絶縁低下を未然に防止し、延いては測定の安定性と耐久性の向上を図ることができる。
また、前記携帯情報端末装置２１０の背面側には、前記誘導給電送電部２２０が所定量突出する凸状部２２０Ｂを形成し、前記タグ装置１１０の一方の面側には、前記誘導送電部２２０の前記凸状部２２０Ｂに緩く嵌合し得る凹状部１１０Ｂを形成してなり、前記凸状部２２０Ｂを前記凹状部１１０Ｂに近接乃至は嵌合させた状態のとき、非接触通信により前記タグ装置１１０側に電力を供給すると共に、前記タグ装置１１０側で検出した測定値情報を携帯情報端末装置２１０側に安定的に伝達し得るように構成したことを特徴としている（請求項９に対応する）。
このように構成することで、タグ装置１１０の凹状部１１０Ｂに誘導給電送電部２２０の上側凸状部２２０Ｂを嵌合させて当接保持させるだけの簡単な操作で、誘導給電送電部２２０からタグ装置１１０の誘導給電受電部１２０への電力の供給と、スマートフォン２１０の第２の通信部２１２とタグ装置１１０の第１の通信部１１２との間の無線送信が安定的に実現され、しかも両者間の距離が一定化されるため、タグ装置１１０で検出した測定値情報をスマートフォン２１０側に安定的に伝達させるのに極めて有効である。
このように構成することで、タグ装置１１０の凹状部１１０Ｂに誘導給電送電部２２０の上側凸状部２２０Ｂを嵌合させて当接保持させるだけの簡単な操作で、誘導給電送電部２２０からタグ装置１１０の誘導給電受電部１２０への電力の供給と、スマートフォン２１０の第２の通信部２１２とタグ装置１１０の第１の通信部１１２との間の無線送信が安定的に実現され、しかも両者間の距離が一定化されるため、タグ装置１１０で検出した測定値情報をスマートフォン２１０側に安定的に伝達させるのに極めて有効である。
１００ 第１の通信端末
１１０ タグ装置
１１０Ａ 筐体
１１０Ｂ 凹状部
１１１ 電源回路
１１２ 第１の通信部
１１３ 第１の制御部
１１４ 第１の記憶部
１１５ 計測回路
１１６ センサ電源回路
１２０ 誘導給電受電部
１２２ 第１のＲＦ回路
１２３ 受電アンテナ
１４０ センサユニット
１４１ 接続ケーブル
２００ 第２の通信端末
２１０ スマートフォン（携帯情報端末装置）
２１０Ａ 筐体
２１１ 操作表示部
２１２ 第２の通信部
２１３ 第２の制御部
２１４ 第２の記憶部
２１５ 時刻情報取得部
２１６ 位置情報取得部
２２０ 誘導給電送電部
２２０Ａ 誘導給電部の筐体
２２０Ｂ 上側凸状部
２２０Ｃ 下側凸状部
２２１ 電池
２２２ 第２のＲＦ回路
２２３ 送電アンテナ
１１０ タグ装置
１１０Ａ 筐体
１１０Ｂ 凹状部
１１１ 電源回路
１１２ 第１の通信部
１１３ 第１の制御部
１１４ 第１の記憶部
１１５ 計測回路
１１６ センサ電源回路
１２０ 誘導給電受電部
１２２ 第１のＲＦ回路
１２３ 受電アンテナ
１４０ センサユニット
１４１ 接続ケーブル
２００ 第２の通信端末
２１０ スマートフォン（携帯情報端末装置）
２１０Ａ 筐体
２１１ 操作表示部
２１２ 第２の通信部
２１３ 第２の制御部
２１４ 第２の記憶部
２１５ 時刻情報取得部
２１６ 位置情報取得部
２２０ 誘導給電送電部
２２０Ａ 誘導給電部の筐体
２２０Ｂ 上側凸状部
２２０Ｃ 下側凸状部
２２１ 電池
２２２ 第２のＲＦ回路
２２３ 送電アンテナ
Claims (7)
- センサユニットで検出された物理量情報が記憶されるタグ装置を含む第１の通信端末と、前記タグ装置に記憶された物理量情報を無線通信で読み取る携帯情報端末装置を含む第２の通信端末とを有して構成される物理量測定システムであって、
前記タグ装置は、
前記センサユニットからの情報を適宜増幅、演算等の処理を施す計測回路と、
前記計測回路からの測定値情報を順次記憶すると共に、少なくとも前記タグ装置の固有のＩＤ、初期値、校正係数、測定時刻情報、位置情報を記憶する第１の記憶部と、
前記計測回路、前記第１の記憶部を制御する第１の制御部と、
前記携帯情報端末装置からの要求により前記測定値情報を近接無線信号として送信する第１の通信部と、
前記携帯情報端末装置側から発せられる誘導給電を受電する誘導給電受電部と、
を有してなり、
前記携帯情報端末装置は、
携帯電話機能および携帯情報端末機能等の既存の機能を備えると共に、
前記タグ装置と非接触で前記第１の通信部と通信可能な第２の通信部と、
前記携帯情報端末装置の入出力と画像表示を司る操作表示部と、
前記操作表示部を制御し、前記タグ装置から得た情報を処理する第２の制御部と、
前記第２の制御部で処理した情報を記憶する第２の記憶部と、
を有してなり、
さらに、前記第２の通信端末としての前記携帯情報端末装置に一体的に付設され、前記タグ装置側の前記誘導給電受電部に対し誘導給電を行う誘導給電送電部を備えてなり、
前記第２の通信端末を前記第１の通信端末に近接させることにより、非接触通信により、前記タグ装置側に電力を供給すると共に、前記タグ装置側で検出した測定値情報を前記携帯情報端末装置側に伝達するように構成したことを特徴とする物理量測定システム。 - 前記タグ装置における前記誘導給電受電部は、受電アンテナおよび第１のＲＦ回路からなり、前記携帯情報端末装置に付設された前記誘導給電送電部の送電アンテナから誘導給電にて送られる電力信号を前記受電アンテナで受信し、前記第１のＲＦ回路で前記電力信号を所定の規格に従い電源として使用できるように復調し、電源回路へ電力を供給するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の物理量測定システム。
- 前記携帯情報端末装置に付設された前記誘導給電送電部は、電池と前記電池から供給される電流を高周波信号へ変換する第２のＲＦ回路と、前記高周波信号を受けて前記受電アンテナに向けて給電する送電アンテナからなり、前記携帯情報端末装置およびこれと一体的な前記誘導給電送電部は、前記タグ装置との間が、近接無線通信可能な範囲内にある場合に、前記給電アンテナより自動的に送電を開始すると共に、前記第２の通信部は自動的に通信を開始し、
一方、前記タグ装置との間が近接無線通信可能な範囲外に移動した場合に、前記送電アンテナは、自動的に送電を終了すると共に、前記第２の通信部は、自動的に通信を終了するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の物理量測定システム。 - 前記タグ装置に設けられたセンサ電源回路は、前記第１のＲＦ回路によって復調された電力を平滑化して、ひずみゲージ式変換器またはひずみゲージを含んで形成されるホイートストンブリッジ回路に直流電流からなるブリッジ電圧を供給するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の物理量測定システム。
- 前記センサユニットは、被測定対象の物理量を検出するひずみゲージ、ひずみゲージを含んで構成されるひずみゲージ式変換器、電圧出力センサ、温度センサのいずれからなるセンサを含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の物理量測定システム。
- 前記携帯情報端末装置は、前記第２の制御部によって制御され現在の位置情報を取得する位置情報取得部と、現在時刻を取得する時刻情報取得部と、を更に有し、
前記第２の制御部は、前記タグ装置から送信された測定値情報に、前記時刻情報取得部および前記位置情報取得部より取得した現在時刻情報およびＧＰＳ位置情報を紐付けて前記操作表示部に表示し得るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の物理量測定システム。 - 前記携帯情報端末装置の背面側には、前記誘導給電送電部が所定量突出する凸状部を形成し、前記タグ装置の一方の面側には、前記誘導給電部の前記凸状部に緩く嵌合し得る凹状部を形成してなり、前記凸状部を前記凹状部に近接乃至は嵌合させた状態のとき、非接触通信により前記タグ側に電力を供給すると共に、前記タグ装置側で検出した測定値情報を前記携帯情報端末装置側に安定的に伝達し得るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の物理量測定強システム。
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2020
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