JP2022096915A - 浸水検知装置、浸水検知システム、及びサーバ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、河川等における浸水を簡便に検出することが可能な浸水検知装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本開示の一実施形態に係る浸水検知装置は、第１デバイスと、第１デバイスから所定の距離だけ離間して配置された第２デバイスと、を備え、第１デバイスは、第２デバイスとの間で無線信号を送受信する第１通信部と、受信した信号の強度を検出する第１検出部と、第２デバイスから受信した信号の強度が、第１閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水しているか否かを判断する第１判断部と、を有する、ことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、浸水検知装置、浸水検知システム、及びサーバに関する。

大雨等により、河川の水位が上昇し、やがて氾濫すると民家等が浸水し、大きな人的被害が生じる恐れがある。そこで、河川が氾濫する前に避難指示等を発出するために、河川に水位センサを設置し、自治体等により河川の水位が監視されている。また、水位センサには様々な種類のものが報告されている（例えば、特許文献１）。

特表２０１９－５３００４５号公報

本開示の一実施形態に係る浸水検知装置は、第１デバイスと、第１デバイスから所定の距離だけ離間して配置された第２デバイスと、を備え、第１デバイスは、第２デバイスとの間で無線信号を送受信する第１通信部と、受信した信号の強度を検出する第１検出部と、第２デバイスから受信した信号の強度が、第１閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水しているか否かを判断する第１判断部と、を有することを特徴とする。

本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、第１閾値は、浸水前の第２デバイスから受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度であることが好ましい。

本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、第２デバイスは、第１デバイスとの間で無線信号を送受信する第２通信部と、受信した信号の強度を検出する第２検出部と、第１デバイスから受信した信号の強度が、第２閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水しているか否かを判断する第２判断部と、を有してよい。

本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、第２閾値は、浸水前の第１デバイスから受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度であってよい。

本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、第２デバイスは、第１デバイスより低い位置に配置されてよい。

本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、所定の距離は、信号の半波長以上、かつ、１波長以下の距離であってよい。

本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、所定の距離は、６～１２センチであってよい。

本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、所定の距離は、６センチであってよい。

本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、第１デバイスと第２デバイスとの間における信号の送受信は、所定の周期ごとに実行され、第２デバイスが信号を送信するタイミングは、第１デバイスが信号を送信するタイミングと半周期ずれていてよい。

本開示の一実施形態に係る浸水検知システムは、上記のいずれかの浸水検知装置と、浸水検知装置に設けられた第１デバイス及び第２デバイスの少なくとも一方から信号を受信する中継器と、を備え、中継器は、第１デバイス及び第２デバイスから無線信号を受信可能な受信部と、受信した信号の強度を検出する検出部と、第１デバイスから無線信号を受信した場合に、無線信号の強度が、第３閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水検知装置が浸水しているか否かを判断し、第２デバイスから無線信号を受信した場合に、無線信号の強度が、第４閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水検知装置が浸水しているか否かを判断する判断部と、第１デバイス及び第２デバイスの少なくとも一方から受信した浸水の有無に関する判断結果と併せて、判断部の判断結果を送信する送信部と、を有してよい。

第３閾値及び第４閾値は、それぞれ、中継器が浸水前の第１デバイス及び第２デバイスから受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度であってよい。

本開示の一実施形態に係る浸水検知システムにおいて、中継器は、受信した信号に基づいて、浸水検知装置が浸水していると判断した後に、信号が途絶した場合は、浸水検知装置が浸水している状態が継続していると判断してよい。

本開示の一実施形態に係るサーバは、第１デバイスと、第１デバイスから所定の距離だけ離間して配置された第２デバイスと、を備えた浸水検知装置から信号を受信するサーバであって、第１デバイスが、第２デバイスとの間で無線信号を送受信し、第１デバイス又は第２デバイスから受信した信号強度が、所定の閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水検知装置が浸水しているか否かを判断する、ことを特徴とする。

本開示の一実施形態に係る浸水検知システムの構成図である。 本開示の一実施形態に係る浸水検知装置及び中継器の構成図である。 （ａ）は、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線における断面図である。 本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、第１デバイスが第２デバイスから受信した信号の減衰量に基づいて、浸水検知装置の浸水の有無を検知する場合の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、第１デバイスが信号の減衰量から浸水検知装置の浸水の有無を検知した後、続けて第２デバイスが信号の減衰量から浸水検知装置の浸水の有無を検知する場合の手順を説明するためのフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、第１デバイスが信号の減衰量の変化速度から浸水検知装置の浸水を検知する場合の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、浸水検出フラグからデバイスの故障の有無を検知する手順を説明するためのフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る浸水検知システムにおいて、中継器が浸水検知装置から受信した信号の減衰量から浸水検知装置の浸水を検知する手順を説明するためのフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る浸水検知システムにおいて、中継器が第１デバイスからの信号の途絶の有無に基づいて、浸水検知装置の浸水状態を推定する場合の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る浸水検知システムにおいて、第１デバイス、第２デバイス、及び中継器のそれぞれの間で送受信する信号の例を示す図である。 本開示の一実施形態に係る浸水検知システムにおいて、第１デバイス、第２デバイス、及び中継器のそれぞれの間で送受信する信号のタイミングチャートである。 本開示の一実施形態に係る浸水検知装置における、水の深度と信号強度の減衰量との関係を調べた実測値の例を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明に係る浸水検知装置、浸水検知システム、及びサーバについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

図１に、本開示の一実施形態に係る浸水検知システム１０００の構成図を示す。図１では堤防３００と他方の堤防３０１との間に河川の水２００が流れている場合を示している。浸水検知システム１０００は、浸水検知装置１００（１００ａ、１００ｂ）と、中継器３０と、ＩｏＴプラットフォーム５０と、サーバ４０と、を含む。ＩｏＴプラットフォーム５０は、通信ネットワーク６０を介してサーバ４０と接続される。浸水検知装置１００は、河川の堤防３００の壁面に設置されて、浸水の有無を検出する。浸水検知装置１００は、複数台設置されてもよい。例えば、堤防３００の壁面に浸水検知装置１００ａと浸水検知装置１００ｂが設置されてもよい。例えば、浸水検知装置１００ａを、避難準備警報を発出すべき水位に相当する位置に設け、浸水検知装置１００ｂを、避難指示を発出すべき水位に相当する位置に設けるようにしてもよい。このような構成とすることにより、例えば、中継器３０が、浸水検知装置１００ａの浸水を検知した場合は、ＩｏＴプラットフォーム５０を介してサーバ４０に対して、浸水検知装置１００ａが浸水した旨を通知し、サーバ４０は、避難準備警報を発出することができる。さらに、水位が上昇し、浸水検知装置１００ｂが浸水した場合には、同様の手順により、サーバ４０は、避難指示を発出することができる。すなわち、複数台の浸水検知装置を設置することにより、一実施形態に係る浸水検知システム１０００は、水位に応じて水害の危険度を通知することができる。

浸水検知装置１００（１００ａ、１００ｂ）は、信号ｓ（ｓａ、ｓｂ）を中継器３０に送信する。中継器３０は、例えば、堤防３０１に設けた支柱４００に設置するようにしてもよい。あるいは、中継器３０は、河川に架けた橋の欄干に設置するようにしてもよい。中継器３０は、受信した信号ｓ（ｓａ、ｓｂ）の強度に基づいて、浸水検知装置１００（１００ａ、１００ｂ）が浸水しているか否かを判断する。図１においては、浸水検知装置１００ａが浸水し、浸水検知装置１００ｂは浸水していない状態を例示している。浸水検知装置１００ａから送信された信号ｓａの一部ｓａ´は水２００を通る際に減衰する。一方、浸水検知装置１００ｂから送信された信号ｓｂは、水２００を通らないため減衰しない。中継器３０は、浸水検知装置１００（１００ａ、１００ｂ）が浸水していないときの信号強度を予め記憶しておき、受信した信号との差分である減衰量が所定の基準値を超えた場合に、浸水検知装置１００（１００ａ、１００ｂ）が浸水したものと判断することができる。

中継器３０が浸水の有無を判断した結果は、ＩｏＴプラットフォーム５０に送られ、データの処理が行われる。ＩｏＴプラットフォーム５０で処理されたデータは、通信ネットワーク６０を介してサーバ４０に送られる。自治体運用者等は、サーバ４０にアクセスして避難通知等を発出すべきか否かを判断することができる。

次に、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置１００及び中継器３０について説明する。図２に、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置１００及び中継器３０の構成図を示す。浸水検知装置１００は、第１デバイス１０と、第１デバイス１０から所定の距離だけ離間して配置された第２デバイス２０と、を備える。

図３（ａ）に、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置１００の正面図を示し、図３（ｂ）に、図３（ａ）のＡ－Ａ線における断面図を示す。浸水検知装置１００は、例えば、河川の堤防３００の壁面に設置される。例えば、浸水検知装置１００を構成する第１デバイス１０及び第２デバイス２０は、防水の樹脂製ボックスに電池と共に収納され、樹脂１０２で封止されてよい。樹脂１０２は、枠体１０１でさらに固定されてよい。なお、枠体１０１の素材は、電波の伝搬に影響が少ない素材であれば特に限定されない。枠体１０１は、例えば樹脂等で構成されてよい。

第１デバイス１０及び第２デバイス２０は、所定の距離ｄだけ離間して配置されている。第１デバイス１０及び第２デバイス２０を一定距離離隔させて配置することにより、減衰量を安定的に監視し浸水検出を行うことができる。即ち、第１デバイス１０及び第２デバイス２０の間に層厚ｄ₀の水が存在すれば所望の減衰量が得られる場合、間隔ｄをｄ₀以上とすることも考えられる。ここで、河川の水２００の水面は揺らいでいる場合が多いと考えられ、水面が揺らぐと検出される信号強度が安定しなくなる場合がある。この場合、第１デバイス１０及び第２デバイス２０は、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間の間隔ｄが水２００によって満たされた時に所望の減衰量が得られる間隔で配置されればよい。

枠体１０１には開口部１０３が設けられている。河川の水２００は、矢印２０１で示すように、浸水検知装置１００の下側に流れるだけでなく、矢印２０２で示すように、開口部１０３にも自由に流れる構造となっている。従って、河川の水２００の水位が上昇して第２デバイス２０が浸水した後、水２００の水位が下がれば、第２デバイス２０は再び水２００に覆われない状態となり、浸水していない状態に戻る。ここで、「浸水」している状態とは、第２デバイス２０が水２００に漬かっている状態をいう。具体的には、「浸水」とは、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間で送受信される無線信号が水２００に接触している状態であってよい。この状態のときに、第１デバイス１０又は第２デバイス２０から送信される信号Ｓの強度が所定の減衰量以上減衰することを検知することにより、浸水検知システム１０００は、浸水検知装置１００が浸水していることを検知することができる。例えば、図３（ｂ）に示すように、第２デバイス２０から送信された信号Ｓのうちの一部Ｓ´は水２００を通るため、第１デバイス１０に到達する前に信号Ｓの信号強度は減衰する。この場合、浸水検知システム１０００は、浸水検知装置１００が浸水していることを検知することができる。なお、第１デバイス１０から第２デバイス２０に向かって送信される信号についても同じことが言える。即ち、浸水検知システム１０００は、第１デバイス１０から送信される信号の強度が所定の減衰量以上減衰していれば、浸水検知装置１００が浸水していることを検知することもできる。

第２デバイス２０は、第１デバイス１０より低い位置に配置されてよい。この場合、第１デバイス１０の設置位置の高さと、第２デバイス２０の設置位置の高さとが異なるため、河川の水２００の水位が徐々に上昇する際に、一方のみが浸水した状態とすることができる。例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２デバイス２０が浸水し、第１デバイス１０が浸水していない場合、中継器３０が受信する信号の強度に差が生じる。そのため、浸水検知装置１００は、この差に基づいて浸水の有無を判断することができる。さらに、下側に配置した第２デバイス２０は浸水により中継器３０と通信が行えない状態になった場合でも、上側に配置された第１デバイス１０は中継器３０と通信を行うことが可能となる場合もあり得る。すなわち、一実施形態に係る浸水検知システム１０００は可用性を向上し得る。また、図３（ａ）及び（ｂ）において、第１デバイス１０及び第２デバイス２０を鉛直方向に並べて配置した例を示したが、このような例には限られず、第１デバイス１０と第２デバイス２０とを結ぶ直線は、鉛直方向の直線と任意の角度を形成するように配置してもよい。以下の説明においては、第１デバイス１０及び第２デバイス２０を鉛直方向に並べて配置した場合を例にとって説明する。

第１デバイス１０は、第１通信部１１と、第１検出部１２と、第１判断部１３と、を有する。第１デバイス１０は、さらに、第１記憶部１４と、第１アンテナ１５と、を有してもよい。第１通信部１１は、例えば、汎用のＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）モジュール等の通信モジュールであってよい。ただし、第１通信部１１は、このような例には限られず、Ｗｉｆｉ（登録商標）や９２０ＭＨｚ帯無線等の任意の通信規格を利用する通信モジュールであってもよい。第１記憶部１４には、ＲＯＭやＲＡＭ等の半導体メモリを用いることができる。第１検出部１２及び第１判断部１３は、第１デバイス１０に設けられたＣＰＵ等のプロセッサにより第１記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてよい。

第１通信部１１は、第２デバイス２０との間で無線信号を送受信する。後述するように、第１通信部１１は、中継器３０、サーバ４０、及びＩｏＴプラットフォーム５０等の外部装置に無線信号を送信してよい。中継器３０等が第１デバイス１０から受信した無線信号は、浸水検知装置１００の浸水の有無の判断に用いられてよい。

第１検出部１２は、第２デバイス２０から受信した信号の強度を検出する。第２デバイス２０が浸水していない状態、即ち、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間に水が存在しない場合は、信号の強度が最も高くなる。これに対して、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２デバイス２０が浸水し、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間に水２００が存在すると、水２００によって信号の強度が減衰し、第１検出部１２によって検出される信号強度が弱くなる。さらに、水２００の水位が第１デバイス１０に達すると、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間は水２００で満たされた状態となる。つまり、第１デバイス１０及び第２デバイス２０により、水２００がサンドイッチされた状態となる。この場合、第１検出部１２によって検出される信号強度は最も弱くなる。このように、第１検出部１２によって検出される信号強度に基づいて、浸水の有無を検出することができる。さらに、信号強度の時間的変化から、水位の変化速度を算出することもできる。

第１記憶部１４は、浸水前の第２デバイス２０から受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度である第１閾値を記憶する。上述したように、第２デバイス２０が浸水する前の状態において、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間には、信号を減衰させる水が存在していないため、第１検出部１２が検出する信号強度は最も高くなる。一方、第２デバイス２０が浸水した場合に、第１検出部１２が検出する信号強度が、浸水前の第２デバイス２０から受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度Ｉ_THになったとすると、この信号強度Ｉ_THを浸水の有無を判断するための基準とすることができる。そこで、この基準となる信号強度Ｉ_THを第１閾値とする。第１記憶部１４は、第１閾値Ｉ_THを記憶する。

第１判断部１３は、第２デバイス２０から受信した信号の強度が、第１閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断する。第１判断部１３は、浸水検知装置１００が浸水しているか否かの判断結果を第１通信部１１に送信する。例えば、第１判断部１３は、浸水の有無を表すフラグを第１通信部１１に送信するようにしてもよい。具体的には、第２デバイス２０が浸水していると判断した場合には、第１判断部１３は、浸水していることを表すフラグ「１」を第１通信部１１に送信し、第２デバイス２０が浸水していないと判断した場合には、第１判断部１３は、浸水していないことを表すフラグ「０」を第１通信部１１に送信するようにしてもよい。

第１通信部１１は、第１判断部１３の判断結果を無線信号として送信する。第１通信部１１は、第２デバイス２０に第１判断部１３の判断結果を送信してよい。また、第１通信部１１は、中継器３０、サーバ４０、及びＩｏＴプラットフォーム５０等の外部装置に第１判断部１３の判断結果を送信してもよい。第１通信部１１が第２デバイス２０等に対して送信する信号には、浸水の有無を表すフラグを含めるようにしてもよい。このようにすることで、浸水検知手段及び浸水検知情報の伝達手段に同一信号を使用することができる。即ち、送信パケット自体が浸水検知用信号と浸水検知情報の通知用信号の両方を兼ねるようにすることにより、浸水検知装置１００を安価なセンサデバイスとして構成することができる。

第２デバイス２０は、第２通信部２１と、第２検出部２２と、第２判断部２３と、を有する。第２デバイス２０は、さらに、第２記憶部２４と、第２アンテナ２５と、を有することが好ましい。第２通信部２１、第２検出部２２、第２記憶部２４、第２判断部２３、及び第２アンテナ２５の構成は、それぞれ、第１デバイス１０における、第１通信部１１、第１検出部１２、第１記憶部１４、第１判断部１３、及び第１アンテナ１５の構成と同様であってよい。第２記憶部２４には、ＲＯＭやＲＡＭ等の半導体メモリを用いることができる。第２検出部２２及び第２判断部２３は、第２デバイス２０に設けられたＣＰＵ等のプロセッサにより第２記憶部２４に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてよい。

第２通信部２１は、第１デバイス１０との間で無線信号を送受信する。第２通信部２１は、中継器３０、サーバ４０、及びＩｏＴプラットフォーム５０等の外部装置に無線信号を送信してよい。中継器３０等が第２デバイス２０から受信した無線信号は、浸水検知装置１００の浸水の有無の判断に用いられてよい。

第２検出部２２は、第１デバイス１０から受信した信号の強度を検出する。第１デバイス１０が浸水していない状態、即ち、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間に水が存在しない場合は、信号の強度が最も高くなる。これに対して、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２デバイス２０が浸水し、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間に水２００が存在すると、水２００によって信号の強度が減衰し、第２検出部２２によって検出される信号強度が弱くなる。さらに、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間が水２００で満たされた状態において、第２検出部２２によって検出される信号強度は最も弱くなる。このように、第２検出部２２によって検出される信号強度に基づいて、浸水の有無を検出することができる。さらに、信号強度の時間的変化から、水位の変化速度を算出することもできる。

第２記憶部２４は、浸水前の第１デバイス１０から受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度である第２閾値を記憶する。第２閾値は、第１閾値と同じであってもよい。すなわち、例えば、第２デバイス２０が浸水する前に受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度Ｉ_THを第２閾値としてもよい。

第２判断部２３は、第１デバイス１０から受信した信号の強度が、第２閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断する。第２判断部２３は、浸水検知装置１００が浸水しているか否かの判断結果を第２通信部２１に送信する。例えば、第２判断部２３は、浸水の有無を表すフラグを第２通信部２１に送信してもよい。具体的には、浸水検知装置１００が浸水していると判断した場合には、第２判断部２３は、浸水していることを表すフラグ「１」を第２通信部２１に送信し、浸水検知装置１００が浸水していないと判断した場合には、第２判断部２３は、浸水していないことを表すフラグ「０」を第２通信部２１に送信してもよい。

第２通信部２１は、第２判断部２３の判断結果を無線信号として送信する。第２通信部２１は、第１デバイス１０に第２判断部２３の判断結果を送信してよい。また、第２通信部２１は、中継器３０、サーバ４０、及びＩｏＴプラットフォーム５０等の外部装置に第２判断部２３の判断結果を送信してもよい。第２通信部２１が第１デバイス１０等に対して送信する信号には、浸水の有無を表すフラグを含めるようにしてもよい。

中継器３０は、浸水検知装置１００に設けられた第１デバイス１０及び第２デバイス２０から信号を受信する。中継器３０は、受信部３１と、検出部３２と、判断部３３と、記憶部３４と、送信部３５と、受信用アンテナ３６と、送信用アンテナ３７と、を有する。

受信部３１は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から無線信号を受信する。受信部３１が第１デバイス１０から受信する信号には、第２デバイス２０または第１デバイス１０自身の浸水の有無に関する判断結果を表すフラグが含まれてよい。また、受信部３１が第２デバイス２０から受信する信号には、第１デバイス１０または第２デバイス２０自身の浸水の有無に関する判断結果を表すフラグが含まれてよい。中継器３０は、受信部３１が受信した信号に含まれるフラグを参照することにより、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを識別することができる。

中継器３０は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から受信した信号の強度から、浸水検知装置１００の浸水の有無を判断してもよい。

検出部３２は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０からそれぞれ受信した信号の強度を検出する。

記憶部３４は、中継器３０が浸水前の第１デバイス１０及び第２デバイス２０から受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度である第３閾値及び第４閾値を記憶してよい。第３閾値は第１デバイス１０から受信した信号に基づいて浸水検知装置１００の浸水の有無を判断するための閾値であり、第４閾値は第２デバイス２０から受信した信号に基づいて浸水検知装置１００の浸水の有無を判断するための閾値である。第３閾値は、第４閾値と同じであってもよい。

判断部３３は、第１デバイス１０から受信した信号の強度が、第３閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断してもよい。また、判断部３３は、第２デバイス２０から受信した信号の強度が、第４閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断してもよい。

送信部３５は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から受信した、浸水検知装置１００の浸水の有無に関する判断結果をサーバ４０に送信してもよい。サーバ４０は、この判断結果から浸水検知装置１００の浸水の有無を判断することができる。また、送信部３５は、中継器３０の判断部３３によって判断された、浸水検知装置１００の浸水の有無に関する判断結果をサーバ４０に送信してよい。サーバ４０は、この判断結果から浸水検知装置１００の浸水の有無を判断することができる。

送信部３５は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から受信した、浸水検知装置１００の浸水の有無に関する判断結果と併せて、中継器３０の判断部３３によって判断された、浸水検知装置１００の浸水の有無に関する判断結果を送信してもよい。中継器３０が、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から受信した信号に含まれるフラグに基づく判断結果と、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から受信した信号の強度に基づく判断結果とを併せてサーバ４０に送信することにより、ユーザはこれらの判断結果を比較することができる。すなわち、一実施形態に係る浸水検知システム１０００によれば、浸水検知装置１００の浸水の有無の判断結果の精度と信頼性を向上させることができる。

受信用アンテナ３６は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から送信された信号を受信し、受信部３１に送信する。送信部３５は、判断部３３から判断結果を取得し、送信用アンテナ３７を介して、判断結果をＩｏＴプラットフォーム５０に送信する。

次に、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置１００において、第１デバイス１０が信号の減衰量から浸水を検知する手順について説明する。図４に、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置１００において、第１デバイス１０が第２デバイス２０から受信した信号の減衰量に基づいて、浸水検知装置１００の浸水の有無を検知する場合の動作手順を説明するためのフローチャートを例示する。

まず、ステップＳ１０１において、第１デバイス１０が、第２デバイス２０から信号を受信し、信号強度を検出する。具体的には、まず、第２デバイス２０の第２通信部２１が第２アンテナ２５を介して、信号を送信する。第２通信部２１から送信された信号は、第１アンテナ１５を介して、第１デバイス１０の第１通信部１１により受信される。第１通信部１１が受信した信号は第１検出部１２に送信される。第１検出部１２は、第１通信部１１から送信された信号の強度を検出し、検出結果を第１判断部１３に送信する。

次に、ステップＳ１０２において、第１判断部１３が、受信した信号の強度が第１閾値以下であるか否かを判断する。ここで、第１閾値は、浸水前の第２デバイス２０から受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度であって、第２デバイス２０が所定の深さの水に漬かったときに第１デバイス１０の第１通信部１１が検出する信号強度である。従って、第１通信部１１が、第２デバイス２０から受信した信号の強度が、第１閾値以下になっていれば、浸水検知装置１００は所定の深さ以上の水に漬かっていると判断することができる。第１閾値は第１記憶部１４に記憶されており、第１判断部１３は、第１記憶部１４から第１閾値を読み出し、第１検出部１２から受信した信号強度と第１閾値とを比較する。

ステップＳ１０２において、第２デバイス２０から受信した信号の強度が第１閾値以下である場合は、第１判断部１３は、ステップＳ１０３において、浸水検知装置１００は浸水していると判断する。第１判断部１３は、判断結果を第１通信部１１に送信する。

次に、ステップＳ１０４において、第１デバイス１０が、浸水検出フラグを送出する。具体的には、第１デバイス１０の第１通信部１１が送信する信号に、浸水検知装置１００が浸水している旨を表すフラグを含めたうえで、信号を送信する。

一方、ステップＳ１０２において、第２デバイス２０から受信した信号の強度が第１閾値より大きい場合は、第１判断部１３は、ステップＳ１０５において、浸水検知装置１００は浸水していないと判断し、ステップＳ１０１に戻って、第２デバイス２０から送信される信号の受信を継続する。

以上のようにして、第１デバイス１０は、第２デバイス２０から受信した信号の強度に基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断することができる。図４に示した第１デバイス１０による第２デバイス２０の浸水の有無の判断手順は、第１デバイス１０に設けられたプロセッサが、第１記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

第１デバイス１０と第２デバイス２０は、基本的には同じデバイスであるため、同じ処理を実行してよい。これにより、各デバイスはそれぞれ浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断することができる。以下、第１デバイス１０が浸水検知装置１００の浸水の有無を判断し、続けて、第２デバイス２０が浸水検知装置１００の浸水の有無を判断する手順について説明する。図５に、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置１００において、第１デバイス１０が信号の減衰量から浸水検知装置１００の浸水の有無を検知した後、続けて第２デバイス２０が信号の減衰量から浸水検知装置１００の浸水の有無を検知する場合の手順を説明するためのフローチャートを示す。

ステップＳ２０１からステップＳ２０５までの手順は、第１デバイス１０が第２デバイス２０の浸水の有無を判断するステップである、図４に示したステップＳ１０１からステップＳ１０５までの手順と同様であるので、詳細な説明を省略する。

ステップＳ２０６において、第２デバイス２０が、第１デバイス１０から信号を受信し、信号強度を検出する。具体的には、図２に示すように、第１デバイス１０の第１通信部１１が第１アンテナ１５を介して、信号を送信する。第１通信部１１から送信された信号は、第１アンテナ１５を介して、第２デバイス２０の第２通信部２１により受信される。第２通信部２１が受信した信号は第２検出部２２に送信される。第２検出部２２は、第２通信部２１から送信された信号の強度を検出し、検出結果を第２判断部２３に送信する。

次に、ステップＳ２０７において、第２判断部２３が、受信した信号の強度が第２閾値以下であるか否かを判断する。ここで、第２閾値は、第２デバイス２０が浸水する前に第１デバイス１０から受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度であって、第２デバイス２０が所定の深さの水に漬かったときに第２デバイス２０の第２通信部２１が検出する信号強度である。第２デバイス２０が、所定の深さの水に漬かっている場合は、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間の空間はほぼ水２００で満たされていると判断できるため、第２デバイス２０は、浸水検知装置１００が浸水していると判断することができる。従って、第２通信部２１が、第１デバイス１０から受信した信号の強度が、第２閾値以下になっていれば、第２デバイス２０は、浸水検知装置１００が浸水していると判断することができる。第２閾値は第２記憶部２４に記憶されており、第２判断部２３は、第２記憶部２４から第２閾値を読み出し、第２検出部２２から受信した信号強度と第２閾値とを比較する。

ステップＳ２０７において、第１デバイス１０から受信した信号の強度が第２閾値以下である場合は、第２判断部２３は、ステップＳ２０８において、浸水検知装置１００が浸水していると判断する。第２判断部２３は、判断結果を第２通信部２１に送信する。

次に、ステップＳ２０９において、第２デバイス２０が、浸水検出フラグを送出する。具体的には、第２デバイス２０の第２通信部２１が送信する信号に、浸水検知装置１００が浸水している旨を表すフラグを含めたうえで、信号を送信する。

一方、ステップＳ２０７において、第１デバイス１０から受信した信号の強度が第２閾値より大きい場合は、第２判断部２３は、ステップＳ２０５において、浸水検知装置１００は浸水していないと判断し、ステップＳ２０１に戻って、第１デバイス１０による、浸水検知装置１００の浸水の有無の判断を継続する。

以上のようにして、第２デバイス２０は、第１デバイス１０から受信した信号の強度に基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断することができる。

上記のように、第１デバイス１０と第２デバイス２０は同じ処理を行う。そのため、２つのデバイスのうち、どちらか一方のデバイスと中継器３０またはサーバ４０との間の通信が途絶した場合でも、第１デバイス１０での浸水判断を第２デバイス２０が、第２デバイス２０での浸水判断を第１デバイス１０が、それぞれ中継器３０に対して転送することができる。その結果、システムの冗長化を実現することができる。

ここで、第２デバイス２０が浸水することにより、第１デバイス１０が第２デバイス２０から受信する信号の強度が減衰している場合、第２デバイス２０が第１デバイス１０から受信する信号の強度も減衰していると考えられる。即ち、第１デバイス１０が、浸水検知装置１００は浸水していると判断した時点において、第２デバイス２０も浸水検知装置１００が浸水していると判断することができる。換言すれば、第１デバイス１０が浸水検知装置１００の浸水を検知した時点で、第２デバイス２０が浸水検知装置１００の浸水を検知できない場合は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０の少なくとも一方が故障していると考えられる。従って、一実施形態に係る浸水検知システム１０００は、第１デバイス１０によって、浸水検知装置１００の浸水の有無を判断した後、続けて第２デバイス２０が浸水検知装置１００の浸水の有無を判断することにより、両者が同じ結果となるか否かに基づいて、故障の有無を判断してもよい。

例えば、浸水検知装置１００に対して水２００の水位が徐々に上昇した場合、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間で送受信される信号の強度は、両者間に存在する水２００により減衰し、両者間で送受信される信号の強度はともに減衰するものと考えられる。従って、ステップＳ２０３において、第１デバイス１０が、浸水検知装置１００の浸水を検知した時点では、第２デバイス２０も浸水検知装置１００が浸水していることを検知することができる。このように、両者がほぼ同時に浸水検知装置１００の浸水を検知していれば、両者は正常に動作していると推定できる。一方、片方のデバイスのみが、浸水検知装置１００の浸水を検知した場合は、少なくとも一方のデバイスが故障していると推定することができる。

以上のように、第２デバイス２０が浸水している場合も含め、第１デバイス１０及び第２デバイス２０が交互に信号（パケット）をやり取りし情報を伝達し合うことにより、一方のデバイスが検出した減衰量を、他方のデバイスが自ら検出した減衰量と比較し正常性を確認することができる。また、浸水検知装置１００は、中継器３０を介して、確認した結果をサーバ４０に通知することができる。これによれば、一実施形態に係る浸水検知システム１０００は、浸水検知の精度の向上およびデバイス自体の故障検知が可能となる。

上記の説明においては、第１デバイス１０及び第２デバイス２０が、信号の減衰量に基づいて、浸水検知装置１００の浸水の有無を検出する例について説明した。しかしながら、本開示に係る浸水検知装置１００の出力はこのような例には限られない。例えば、一実施形態に係る浸水検知装置１００は、信号の減衰量の変化速度に基づいて浸水の有無を判断してもよい。

また、例えば、浸水検知装置１００は、第１デバイス１０が第２デバイス２０から受信した信号の強度を検出する場合において、複数回測定した検出値の移動平均に基づいて浸水の有無を判断してもよい。これによれば、一実施形態に係る浸水検知装置１００は、検出した信号強度のばらつきに基づく誤検知が生じる可能性を低減することができる。また、例えば、浸水検知装置１００は、検出頻度を低くしてもよい。これによれば、一実施形態に係る浸水検知装置１００は、電力消費量を低減することができる。

なお、第２デバイス２０が水に漬かり始めてから、信号が減衰し信号強度が第１閾値以下となり、浸水していることを検知するまでに、ある程度の時間を要する場合もありうる。しかしながら、河川の氾濫が深刻である場合には、一刻も早く避難指示を発出することが必要である。そこで、一実施形態に係る浸水検知システム１０００は、浸水の有無を早期に検出するために、信号強度の時間的変化に基づいて浸水の有無を検出してもよい。以下に、信号強度の減衰量の変化速度から浸水の有無を判断する手順について説明する。

図６に、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置１００において、第１デバイス１０が信号の減衰量の変化速度から浸水検知装置１００の浸水を検知する場合の動作手順を説明するためのフローチャートを示す。

まず、ステップＳ３０１において、第１デバイス１０が、第２デバイス２０から信号を受信し、信号強度を検出する。次に、ステップＳ３０２において、浸水検知装置１００は、信号強度の減衰量の変化速度が閾値速度以上であるか否かを判断する。具体的には、浸水検知装置１００は、第１デバイス１０が第２デバイス２０から受信した信号の強度について、１周期前に受信した信号の強度からの減衰量を算出してよい。なお、以下の説明において、１周期前に受信した信号の強度からの減衰量を１周期当たりの減衰量の変化速度ともいう。例えば、浸水検知装置１００は、変化速度が所定の値である閾値速度以上である場合は、近い将来に浸水する可能性が非常に高いと判断してよい。また、例えば、浸水検知装置１００は、この場合に、浸水検知装置１００が浸水する可能性が高いと判断してよい。

ステップＳ３０２において、信号強度の減衰量の変化速度が閾値速度以上である場合には、ステップＳ３０３において、浸水検知装置１００は、浸水検知装置１００が浸水する可能性が高いと判断する。また、ステップＳ３０４において、浸水検知装置１００は、浸水検知装置１００が浸水している旨を表す浸水検出フラグを送出する。

一方、ステップＳ３０２において、信号強度の減衰量の変化速度が閾値速度未満である場合には、ステップＳ３０５において、浸水検知装置１００は、浸水検知装置１００が近い将来に浸水する可能性は低いと判断する。この場合、ステップＳ３０２に戻って、浸水検知装置１００は、第１デバイス１０は第２デバイス２０からの信号の受信を継続する。

以上のように、一実施形態に係る浸水検知装置１００は、受信した信号強度の変化速度に基づいて浸水の有無を判断することにより、浸水検知装置が実際に浸水する前に、浸水する可能性が高いことを早い段階で検知することができる。すなわち、一実施形態に係る浸水検知システム１０００によれば、避難指示を迅速に発出することができる。

上記の説明では、第１デバイス１０及び第２デバイス２０が、相手側から受信した信号の強度の減衰量から浸水の有無を表す浸水検出フラグを送出する例について説明した。しかしながらこのような例には限られず、浸水検知装置１００は、第１デバイス１０が送出する浸水検出フラグと第２デバイス２０が送出する浸水検出フラグの両者を比較することによって故障の有無を検出してもよい。第１デバイス１０が第２デバイス２０から受信した信号には、浸水検出フラグが含まれている。この浸水検出フラグは、半周期前に第２デバイス２０が第１デバイス１０から受信した信号に基づいて判断した浸水検知装置１００の浸水の有無に関する情報を表しているため、これを「第１浸水検出フラグ」とする。一方、第１デバイス１０は第２デバイス２０から受信した信号の強度に基づいて、浸水検知装置１００の浸水の有無を判断すすることができ、これを「第２浸水検出フラグ」とする。第１デバイス１０が第２デバイス２０から受信する信号と、第２デバイス２０が第１デバイス１０から受信する信号は、浸水によりほぼ同時に減衰すると考えられるため、第１デバイス１０と第２デバイス２０が正常に動作している場合には、「第１浸水検出フラグ」は「第２浸水検出フラグ」と一致すると考えられる。そこで、浸水検知装置１００は、「第１浸水検出フラグ」と「第２浸水検出フラグ」が一致しているか否かに基づいて、第１デバイス１０及び第２デバイス２０が正常に動作しているか否かを検証してもよい。以下に、浸水検出フラグからデバイスの故障の有無を判断する手順について説明する。

図７に、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置において、浸水検出フラグからデバイスの故障の有無を検出する手順を説明するためのフローチャートを示す。

まず、ステップＳ４０１において、浸水検知装置１００は、第１デバイス１０が第２デバイス２０から信号を受信し、受信した信号の強度に基づいて浸水検知装置１００の浸水の有無を判断し、浸水検知装置１００の浸水状況を表す第１浸水検出フラグを決定する。次に、ステップＳ４０２において、浸水検知装置１００は、第２デバイス２０が第１デバイス１０から信号を受信し、受信した信号の強度から浸水検知装置１００の浸水の有無を判断し、浸水検知装置１００の浸水の状況を表す第２浸水検出フラグを決定する。

次に、ステップＳ４０３において、浸水検知装置１００は、第１浸水検出フラグと第２浸水検出フラグとが一致するか否かを判断する。具体的には、浸水検知装置１００は、第１浸水検出フラグと第２浸水検出フラグが共に１であるか否か、または、共に０であるか否かを判断する。

ステップＳ４０３において、第１浸水検出フラグと第２浸水検出フラグとが一致している場合には、ステップＳ４０４において、浸水検知装置１００は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０は正常に動作していると判断する。すなわち、この場合に、浸水検知装置１００は、自装置について故障なしと判断してよい。

一方、ステップＳ４０３において、第１浸水検出フラグと第２浸水検出フラグとが一致していない場合には、ステップＳ４０５において、浸水検知装置１００は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０の少なくとも一方が故障していると判断する。すなわち、この場合に、浸水検知装置１００は、自装置について故障ありと判断してよい。

ここで、第１浸水検出フラグが決定された時刻と、第２浸水検出フラグが決定された時刻は、第１デバイス１０が信号の受信を行う周期の半分の期間だけずれている。例えば、１周期を４秒とすれば半周期は２秒に相当し、２秒の間に第２デバイス２０が浸水していない状態から、浸水した状態に移行することも考えられる。この場合は、第１デバイス１０と第２デバイス２０とが正常に動作していても、第１浸水検出フラグと第２浸水検出フラグとが一致しないこととなる。そこで、浸水検知装置１００は、第１浸水検出フラグと第２浸水検出フラグとが一致するか否かの判断を複数の周期において連続して実行してもよい。例えば、浸水検知装置１００は、複数の周期に渡って連続して、第１浸水検出フラグと第２浸水検出フラグとが一致しない場合において、第１デバイス１０及び第２デバイス２０の少なくとも一方が故障していると判断するようにしてもよい。すなわち、この場合に、浸水検知装置１００は、自装置について故障ありと判断してよい。

以上の説明においては、浸水検出フラグを用いてデバイスの故障の有無を判断する例について説明した。しかしながらこのような例には限られず、受信したデータに信号強度あるいは減衰量の情報が含まれている場合には、浸水検知装置１００は、浸水検出フラグの代わりに信号強度あるいは減衰量を比較することにより、自装置の故障の有無を判断するようにしてもよい。

上記の説明においては、第１デバイス１０及び第２デバイス２０が相手側のデバイスから受信した信号の強度に基づいて、浸水検知装置１００の浸水の有無を判断する例について説明した。しかしながらこのような例には限られず、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から信号を受信する中継器３０が浸水検知装置１００の浸水の有無を検知することもできる。図１に示すように、浸水検知装置１００ｂが浸水していない場合、浸水検知装置１００ｂから送信された信号は、河川の水２００によって減衰することなく中継器３０によって受信される。一方、浸水検知装置１００ａが浸水している場合には、浸水検知装置１００ａから送信される信号ｓａのうち、河川の水２００を通る部分に相当する信号ｓａ´は水２００によって減衰する。従って、中継器３０は、浸水検知装置（１００ａ、１００ｂ）から受信する信号強度に基づいて浸水の有無を判断してもよい。同じことは、第１デバイス１０と第２デバイス２０についても当てはまる。即ち、図２に示すように、浸水検知装置１００から送信される信号は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から送信されており、それぞれのデバイスが浸水している場合には、中継器３０で受信される信号の強度が減衰する。以下、中継器３０が、浸水検知装置１００を構成する第１デバイス１０及び第２デバイス２０から送信される信号の強度に基づいて、浸水検知装置１００の浸水の有無を判断する手順について説明する。

図８に、本開示の一実施形態に係る浸水検知システムにおいて、中継器３０が浸水検知装置１００から受信した信号の減衰量から浸水検知装置１００の浸水を検知する手順を説明するためのフローチャートを示す。まず、ステップＳ５０１において、中継器３０が第１デバイス１０から信号を受信し、信号強度を検出する。具体的には、図２に示すように、第１デバイス１０の第１通信部１１が第１アンテナ１５を介して、信号を送信する。第１通信部１１から送信された信号は、中継器３０の受信用アンテナ３６を介して、受信部３１により受信される。受信部３１が受信した信号は検出部３２に送信される。検出部３２は、受信部３１から送信された信号の強度を検出し、検出結果を判断部３３に送信する。

次に、ステップＳ５０２において、中継器３０の判断部３３が、受信した信号の強度が第３閾値以下であるか否かを判断する。ここで、第３閾値は、浸水前の第１デバイス１０から中継器３０が受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度であって、第１デバイス１０が浸水したときに中継器３０の検出部３２が検出する信号強度である。従って、中継器３０が、第１デバイス１０から受信した信号の強度が、第３閾値以下となっていれば、第１デバイス１０は浸水していると判断することができる。第３閾値は記憶部３４に記憶されており、判断部３３は、記憶部３４から第３閾値を読み出し、検出部３２から受信した信号強度と第３閾値とを比較する。

ステップＳ５０２において、第１デバイス１０から受信した信号の強度が第３閾値以下である場合は、判断部３３は、ステップＳ５０３において、浸水検知装置１００が浸水していると判断する。

一方、ステップＳ５０２において、第１デバイス１０から受信した信号の強度が第３閾値より大きい場合は、判断部３３は、ステップＳ５０４において、浸水検知装置１００が浸水していないと判断する。

以上のようにして、中継器３０は、第１デバイス１０から受信した信号の強度に基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断することができる。

中継器３０は、第２デバイス２０から受信した信号に基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断することもできる。ただし、第２デバイス２０は、第１デバイス１０よりも低い位置に配置されているため、第１デバイス１０が浸水している場合には、第２デバイス２０も浸水していると考えられる。従って、ステップＳ５０３において、浸水検知装置１００が浸水していると判断した場合は、ステップＳ５０１に戻って、浸水検知装置１００の浸水の有無の判断を継続して行う。

一方、ステップＳ５０４において、浸水検知装置１００が浸水していないと判断した場合には、第２デバイス２０のみが浸水している可能性も考えられる。そこで、中継器３０は、第２デバイス２０からの信号に基づいて浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断する。まず、ステップＳ５０５において、中継器３０が第２デバイス２０から信号を受信し、信号強度を検出する。具体的には、第２デバイス２０の第２通信部２１が第２アンテナ２５を介して、信号を送信する。第２通信部２１から送信された信号は、中継器３０の受信用アンテナ３６を介して、受信部３１により受信される。受信部３１が受信した信号は検出部３２に送信される。検出部３２は、受信部３１から送信された信号の強度を検出し、検出結果を判断部３３に送信する。

次に、ステップＳ５０６において、中継器３０の判断部３３が、受信した信号の強度が第４閾値以下であるか否かを判断する。ここで、第４閾値は、中継器３０が浸水前の第２デバイス２０から受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度であって、第２デバイス２０が浸水したときに中継器３０の検出部３２が検出する信号強度である。従って、中継器３０が、第２デバイス２０から受信した信号の強度が、第４閾値以下となっていれば、浸水検知装置１００は浸水していると判断することができる。第４閾値は記憶部３４に記憶されており、判断部３３は、記憶部３４から第４閾値を読み出し、検出部３２から受信した信号強度と第４閾値とを比較する。

ステップＳ５０６において、第２デバイス２０から受信した信号の強度が第４閾値以下である場合は、判断部３３は、ステップＳ５０７において、浸水検知装置１００が浸水していると判断する。

一方、ステップＳ５０６において、中継器３０が第２デバイス２０から受信した信号の強度が第４閾値より大きい場合は、判断部３３は、ステップＳ５０８において、浸水検知装置１００が浸水していないと判断する。

以上のようにして、中継器３０は、第２デバイス２０から受信した信号の強度に基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断することができる。

中継器３０は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から受信する信号に、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを示す浸水検知フラグが含まれている場合は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から受信する信号のみから、浸水検知装置１００の浸水の有無を判断することもできる。また、中継器３０自身が第１デバイス１０及び第２デバイス２０から受信する信号の強度から、浸水検知装置１００の浸水の有無を併せて判断することにより、第１デバイス１０及び第２デバイス２０から送信された信号に含まれる浸水の有無に関する情報の精度と信頼性を向上させることもできる。

また、図１に例示するように、複数の浸水検知装置（１００ａ、１００ｂ）を異なる高さの位置に配置し、中継器３０が複数の浸水検知装置（１００ａ、１００ｂ）から受信した信号に基づいて浸水を検知することにより、中継器３０は、浸水の程度や浸水の速度を推定してもよい。これによれば、一実施形態に係る浸水検知システム１０００のユーザは、浸水の程度や速度に関する情報に基づいて、自治体等は住民に対して避難準備警報や避難指示を発出することができる。

上記の説明では、中継器３０が、浸水検知装置（１００ａ、１００ｂ）から受信した信号の強度に基づいて、浸水検知装置（１００ａ、１００ｂ）の浸水の有無を判断する例について説明した。ここで、図１において、浸水検知装置（１００ａ、１００ｂ）における河川の水２００の水位が上昇すると、浸水検知装置１００ａからの信号ｓａのうち水２００を通過する部分ｓａ´が占める部分が増加し、信号強度が中継器３０検出限界以下に低下することも考えられる。このような場合は、中継器３０は、浸水検知装置１００ａから信号を受信できなくなり、信号が途絶した状態となり、浸水検知装置１００ａの浸水の有無については判断することができなくなる場合がある。ここで、浸水検知装置１００ａから中継器３０への信号が途絶する前の時点で、既に中継器３０が、浸水検知装置１００ａが浸水している旨の判断を行っており、浸水検知装置１００ａから中継器３０への信号が途絶した場合は、中継器３０は、浸水検知装置１００ａは浸水している状態を維持していると判断してもよい。以下に、中継器３０が浸水検知装置１００から受信した信号が途絶した場合の浸水の有無の判断方法について説明する。

図９に、本開示の一実施形態に係る浸水検知システム１０００において、中継器３０が浸水検知装置１００からの信号の途絶の有無に基づいて浸水検知装置１００の浸水状態を推定する場合の動作手順を説明するためのフローチャートを示す。

まず、ステップＳ６０１において、中継器３０が浸水検知装置１００を構成する第１デバイス１０から信号を受信する。次に、ステップＳ６０２において、受信した信号の強度を第３閾値と比較することにより、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断する。この判断手順は図８のステップＳ５０１からＳ５０４で説明した通りである。

次に、ステップＳ６０２において、浸水検知装置１００は浸水していないと判断した場合には、ステップＳ６０１に戻って、中継器３０が第１デバイス１０からの信号の受信を継続する。一方、ステップＳ６０２において、浸水検知装置１００が浸水していると判断した場合は、ステップＳ６０３において、中継器３０が第１デバイス１０から受信していた信号が途絶したか否かを判断する。中継器３０が、第１デバイス１０からの信号が途絶したと判断した場合には、ステップＳ６０４において、浸水検知装置１００の浸水検知状態を維持する。

一方、ステップＳ６０３において、中継器３０が、第１デバイス１０からの信号が途絶していないと判断した場合には、ステップＳ６０１に戻って、中継器３０が第１デバイス１０から信号を受信し、浸水検知装置１００の浸水の有無の判断を継続する。

以上のようにして、中継器３０は、第１デバイス１０から受信した信号に基づいて、浸水検知装置１００が浸水していると判断した後に、第１デバイス１０からの信号が途絶した場合は、浸水検知装置１００が浸水している状態が継続していると判断することができる。同様に、中継器３０は、第２デバイス２０から受信した信号に基づいて、浸水検知装置１００が浸水していると判断した後に、第２デバイス２０からの信号が途絶した場合は、浸水検知装置１００が浸水している状態が継続していると判断することができる。

ここで、浸水検知装置１００は第１デバイス１０及び第２デバイス２０を備えているが、第１デバイス１０からの信号の途絶のみを検出するようにしてもよい。これは、第１デバイス１０は、第２デバイス２０よりも高い位置に設置されているため、第２デバイス２０よりも信号の途絶は生じにくいと考えられ、第１デバイス１０からの信号が途絶していれば、第２デバイス２０からの信号も途絶している可能性が高いためである。

次に、第１デバイス１０及び第２デバイス２０が送信する信号のタイミングについて説明する。図１０に、本開示の一実施形態に係る浸水検知システムにおいて、第１デバイス１０、第２デバイス２０、及び中継器３０の間で送受信する信号の例を示す。図１１に、本開示の一実施形態に係る浸水検知システム１０００において、第１デバイス１０、第２デバイス２０、及び中継器３０の間で送受信する信号のタイミングチャートを示す。

中継器３０は、第１デバイス１０及び第２デバイス２０がそれぞれ送信した信号Ｓ１１及びＳ２１によって伝送される情報を取得する。また、中継器３０自らは、信号Ｓ１１及びＳ２１の信号強度を検出する。第１デバイス１０が送信した信号Ｓ１１を第２デバイス２０が受信することによりタイミングを検知する。それを基に第２デバイス２０の送受信のタイミングをロック（追従）させる。ここで、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間における信号の送受信は、所定の周期Ｔごとに実行され、第２デバイス２０が信号を送信するタイミングは、第１デバイス１０が信号を送信するタイミングと半周期（Ｔ／２）ずれていることが好ましい。このように、一方の送信タイミングを他方に対して半周期（半サイクル）ずらして送信する（ただし、２つのデバイスの送信サイクルは同じ）ことにより、中継器３０から見た場合、冗長性の向上以外に、単位時間当たりの浸水検知の密度を均一に２倍に増加させることができ、より迅速な浸水検知が可能となる。例えば、周期（サイクルタイム）を４秒とした時、情報更新を２秒間隔とすることができる。

中継器３０も同様に受信タイミングを第１デバイス１０及び第２デバイス２０の信号の送信タイミングにロックさせる。これにより全てのデバイスの送信機能、受信機能をＯＮ／ＯＦＦするタイミングを最適化し、消費電力を最小化でき電池駆動を実現することができる。さらに、受信タイミングをピンポイントに絞ることにより、通常のＢＬＥ技術より省電力化を実現できる。

次に、本開示の一実施形態に係る浸水検知１００を構成する第１デバイス１０及び第２デバイス２０の配置について説明する。図３（ｂ）に示すように、第２デバイス２０は、第１デバイス１０から所定の距離ｄだけ離間して配置されている。この距離ｄは、第２デバイス２０が浸水し、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間が水で満たされた場合でも、２つのデバイス間で通信が可能な距離に設定してよい。また、この所定の距離ｄは、第１デバイス１０と第２デバイス２０との間で送受信する信号の反半波長以上、かつ、１波長以下の距離であることが好ましい。例えば、ＢＬＥモジュールで用いる周波数２．４ＧＨｚの電波の場合、所定の距離は、６～１２センチであることが好ましく、６センチとすることがさらに好ましい。

図１２に、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置１００における、水の深度と信号強度の関係を調べた実測値の例を示すグラフを示す。横軸は水深［ｃｍ］であり、縦軸は第２デバイス２０から送信された信号を第１デバイス１０が受信した時の信号強度の減衰量［ｄＢ］を表す。第１デバイス１０及び第２デバイス２０は直径３ｃｍの円筒状の形状を備え、鉛直方向に６ｃｍ離間させて水槽に配置した。水槽に水を水深３［ｃｍ］まで入れた時に第２デバイス２０の全体が水に漬かった状態となる。

水深を５［ｃｍ］としたときに、第１デバイス１０と第２デバイス２０の間に水の層が２［ｃｍ］形成され、減衰量ａ２は１５［ｄＢ］であった。また、水深を７［ｃｍ］としたときに、第１デバイス１０と第２デバイス２０の間に水の層が４［ｃｍ］形成され、減衰量ａ４は１６［ｄＢ］であった。さらに、水深を９［ｃｍ］としたときに、第１デバイス１０と第２デバイス２０の間に水の層が６［ｃｍ］形成され、減衰量ａ６は２０［ｄＢ］であった。

このように、実験結果から第１デバイス１０と第２デバイス２０の間に配置される水の層が増加するにしたがって信号強度が減衰しており、信号の強度から浸水の有無を判断できることが確認できた。

以上、本開示に係る浸水検知システム１０００について、実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

例えば、浸水検知装置１００において、第１デバイス１０と第２デバイス２０とを入れ替えても、本発明を実施することができる。すなわち、第１デバイス１０が上記説明した第２デバイスが実行する処理を実行してもよいし、第２デバイス２０が上記説明した第１デバイス１０が実行する処理を実行してもよい。

また、以上説明した浸水検知装置が実行する処理はプログラムの発明として解釈されてもよい。すなわち、例えば、第１デバイス１０と、第１デバイス１０から所定の距離だけ離間して配置された第２デバイス２０とを有する浸水検知装置において実行されるプログラムであって、第１デバイス１０が第２デバイス２０から無線信号を受信するステップと、受信した無線信号の強度を検出するステップと、第２デバイス２０から受信した信号の強度が、第１閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水検知装置１００が浸水しているか否かを判断するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムの発明として解釈されてもよい。

また、上記の説明では浸水検知装置１００から送信された信号が中継装置４０やＩｏＴプラットフォーム５０によって中継されてサーバ４０に送信される例を示したが、浸水検知装置１００は、信号をサーバ４０に直接送信してもよい。すなわち、サーバ４０は、浸水検知装置１００から浸水フラグが付された信号を直接受信し、浸水検知装置１００の浸水の有無を判断してもよい。なお、サーバが浸水検知装置１００の浸水の有無を判断する手順は中継器４０において浸水検知装置１００の浸水の有無を判断する手順と同様の手順であってよい。

以上説明したように、本開示の一実施形態に係る浸水検知装置によれば、安価で信頼性が高い浸水検知装置を実現することができる。

１０ 第１デバイス
１１ 第１通信部
１２ 第１検出部
１３ 第１判断部
１４ 第１記憶部
１５ 第１アンテナ
２０ 第２デバイス
２１ 第２通信部
２２ 第２検出部
２３ 第２判断部
２４ 第２記憶部
２５ 第２アンテナ
３０ 中継器
３１ 受信部
３２ 検出部
３３ 判断部
３４ 記憶部
３５ 送信部
３６ 受信用アンテナ
３７ 送信用アンテナ
４０ サーバ
１００ 浸水検知装置
１０１ 枠体
１０２ 樹脂
１０３ 開口部
１０００ 浸水検知システム

Claims (13)

1. 第１デバイスと、
   前記第１デバイスから所定の距離だけ離間して配置された第２デバイスと、
   を備え、
   前記第１デバイスは、
   前記第２デバイスとの間で無線信号を送受信する第１通信部と、
   受信した信号の強度を検出する第１検出部と、
   前記第２デバイスから受信した信号の強度が、第１閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水しているか否かを判断する第１判断部と、
   を有する、
   ことを特徴とする浸水検知装置。
2. 前記第１閾値は、浸水前の前記第２デバイスから受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度である、請求項１に記載の浸水検知装置。
3. 前記第２デバイスは、
   前記第１デバイスとの間で無線信号を送受信する第２通信部と、
   受信した信号の強度を検出する第２検出部と、
   前記第１デバイスから受信した信号の強度が、第２閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、浸水しているか否かを判断する第２判断部と、
   を有する、
   請求項１または２に記載の浸水検知装置。
4. 前記第２閾値は、浸水前の前記第１デバイスから受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度である、請求項３に記載の浸水検知装置。
5. 前記第２デバイスは、前記第１デバイスより低い位置に配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の浸水検知装置。
6. 前記所定の距離は、前記信号の半波長以上、かつ、１波長以下の距離である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の浸水検知装置。
7. 前記所定の距離は、６～１２センチである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の浸水検知装置。
8. 前記所定の距離は、６センチである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の浸水検知装置。
9. 前記第１デバイスと前記第２デバイスとの間における信号の送受信は、所定の周期ごとに実行され、
   前記第２デバイスが信号を送信するタイミングは、前記第１デバイスが信号を送信するタイミングと半周期ずれている、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の浸水検知装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の浸水検知装置と、
    前記浸水検知装置に設けられた前記第１デバイス及び第２デバイスの少なくとも一方から信号を受信する中継器と、
    を備え、
    前記中継器は、
    前記第１デバイス及び第２デバイスから無線信号を受信可能な受信部と、
    受信した信号の強度を検出する検出部と、
    前記第１デバイスから前記無線信号を受信した場合に、前記無線信号の強度が、第３閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、前記浸水検知装置が浸水しているか否かを判断し、前記第２デバイスから前記無線信号を受信した場合に、前記無線信号の強度が、第４閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、前記浸水検知装置が浸水しているか否かを判断する、判断部と、
    前記第１デバイス及び前記第２デバイスの少なくとも一方から受信した浸水の有無に関する判断結果と併せて、前記判断部の判断結果を送信する送信部と、
    を有する、浸水検知システム。
11. 前記第３閾値及び前記第４閾値は、それぞれ、前記中継器が浸水前の前記第１デバイス及び第２デバイスから受信した信号の強度より、所定の大きさだけ小さい信号強度である、請求項１０に記載の浸水検知システム。
12. 前記中継器は、
    受信した信号に基づいて、前記浸水検知装置が浸水していると判断した後に、信号が途絶した場合は、前記浸水検知装置が浸水している状態が継続していると判断する、
    請求項１１に記載の浸水検知システム。
13. 第１デバイスと、前記第１デバイスから所定の距離だけ離間して配置された第２デバイスと、を備えた浸水検知装置から信号を受信するサーバであって、
    前記第１デバイスが、前記第２デバイスとの間で無線信号を送受信し、前記第１デバイス又は前記第２デバイスから受信した信号強度が、所定の閾値以下に減衰しているか否かに基づいて、前記浸水検知装置が浸水しているか否かを判断する、
    ことを特徴とするサーバ。

Images