JP5666393B2 - センサネットワークシステム - Google Patents
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Description
本発明のセンサネットワークシステムは、複数のセンサを有し、該センサからの検知データに基づいて、該センサに対して動作制御を行うセンサ端末と、該センサ端末と通信制御装置を介して相互に通信を行う外部装置と、周囲の環境を制御するための環境制御装置と、を含むセンサネットワークシステムであって、前記センサ端末は、前記センサが、周囲の空気流の方向及び流速を測定して第一の検知データを生成するフローセンサと、周囲環境の物理量を測定して第二の検知データを生成する周囲環境検知センサと、を含み、前記第一の検知データを取得可能に構成され、取得した第一の検知データに基づいて前記周囲環境検知センサを起動させるか否かを判断し、起動させると判断した場合に前記周囲環境検知センサを起動させるための起動信号を前記周囲環境検知センサに送信し、当該起動信号の送信された周囲環境検知センサより前記第二の検知データを取得し、前記第一の検知データ及び第二の検知データを前記外部装置へ送信する制御部を備え、前記外部装置は、一定時間内に複数のセンサ端末から予め定めた一定値を超える第二の検知データを受信した場合、当該複数のセンサ端末の第一の検知データ及び第二の検知データに基づいて、前記一定時間が経過した後の時点で新たに一定値を超える第二の検知データを送信するセンサ端末を予測し、当該予測したセンサ端末と最も近接する前記環境制御装置を特定し、特定した環境制御装置へ当該環境制御装置を起動させるための起動信号を送信することを特徴とする。
かかる特徴によれば、環境変動を予測して制御を行った場所の環境変化を速やかに検知することができる。
かかる特徴によれば、空気流の検知データを取得していない期間の電力消費がないため、バッテリー寿命を長くでき、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、周囲環境の変動をフローセンサが検知し、周囲環境の変動情報を元に、必要な周囲環境検知センサのみを起動させることができる。このため、周囲環境の変動によって、必要な周囲環境変動センサのみが起動するため、必要な周囲環境変動を検知しそこなうことがなくなる。また、不必要な周囲環境検知センサは起動しないため、電力消費がなく、バッテリー寿命を長くでき、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、外部装置はどのセンサ端末からの通信かを容易に判断できる。このため、効率的な情報処理が可能となる。
以下、本発明に係る第1の実施形態を、図1から図7を参照して説明する。なお、本実施形態に係るセンサネットワークシステム1000は、たとえば、半導体製造を行うクリーンルーム内の空気清浄度を監視及び管理に用いるシステムである。
(全体構成)
図1は、本実施形態に係るセンサネットワークシステム1000の構成を示す図である。センサネットワークシステム1000は、センサネットワーク1及び外部装置2と、複数の環境制御装置6と、センサネットワーク1と外部装置2相互を接続する通信回線3からなる。
なお、図1では、通信制御装置4と外部装置2とは別に設け、通信回線3で結ぶ構成を示したが、通信制御装置4に外部装置2の機能を付加して同一装置としてもよい。
また、図1では外部装置2と接続されるセンサネットワーク1は単数であるが、複数のセンサネットワーク1が存在する構成も可能である。
センサネットワーク1におけるセンサ端末5の構成について、以下に詳細に示す。図2に、センサ端末5の構成を示す。
センサ端末5は、フローセンサ511、周囲環境検知センサ521と522、CPU541、記憶部542、無線通信用IC561、バッテリー57、アンテナ562からなる。
無線通信用IC561は、CPU541からの指示を元に、アンテナ562を経て通信制御装置4と無線通信によるデータ送受信を行う。
バッテリー57はアンテナ562をのぞくセンサ端末5に備わる他の構成に接続され、当該他の構成に対して電力供給を行う。
次に、センサネットワーク1における通信制御装置4の構成について説明する。図3に、通信制御装置4の構成を示す。
通信制御装置4は、CPU441、記憶部442、無線通信用IC461、アンテナ462、外部装置2との通信用インターフェース49からなる。
CPU441は、無線通信用IC461を経て受信した各センサ端末5からのデータ処理、外部装置2に接続される通信用インターフェース49に対するデータ送受信制御、記憶部442へのデータ読み書き等を制御する。
通信インターフェース49は、通信回線3を経て、外部装置2と通信制御装置4との間でデータ送受信を行う。
次に、外部装置2の構成について説明する。図4に、外部装置2の構成を示す。
外部装置2は、センサネットワーク1から送信されるデータの各種処理を行うための装置であり、例えば、通信機能を備えたコンピュータによって構成される。
通信用インターフェース29は、通信回線3を経て、通信制御装置4との間でデータ送受信および環境制御装置6への制御信号の送信を行う。
次に、環境制御装置6について説明する。環境制御装置6は、センサネットワークシステム1000の配備される空間の環境を、外部装置2から送信される制御信号に応じて適宜に調整するための装置である。具体的には、環境制御装置6は、エアコン(空気調和装置)、ファンフィルターユニット、加湿器、除湿器、等である。本実施形態において、環境制御装置6は、クリーンルーム内の空気清浄度を調整するための空気調和装置からなり、外部装置2から送信される制御信号に応じて、室温等を調整する。なお、環境制御装置6の設置台数は、センサネットワークシステム1000の設置環境に応じて、一台であっても複数台であっても勿論良い。
次に、本実施の形態にかかるセンサネットワークシステム1000の動作について図5及び図6に示すフローチャートを用いて説明する。ここで、図5は、センサネットワークシステム1000に含まれる、センサ端末5ごとの処理を示すフローチャートであり、図6は、外部装置2の処理を示すフローチャートである。
まず、図7に示すように、CPU241は、センサネットワーク1000内に含まれるセンサ端末5のうち、符号5aの付された複数のセンサ端末より一定値を超えた検知データを受信したものとする。すると、CPU241は、当該検知データより識別番号を抽出する。そして、CPU241は、記憶部242を参照し、当該識別番号に対応するフローセンサ511からの検知データ(つまり、空気流の流速と向き)と位置情報とを特定する。これによって、CPU241は、一定値を超える検知データを送信した各センサ端末5aの位置、及び当該位置における空気流の流速や向きを把握できる。この際、CPU241は、当該把握した各センサ端末5aの各位置の中心位置に最も近接した位置にある環境制御装置6を記憶部242を用いて特定し、当該特定した環境制御装置6(図7に示す6a)を動作させるための制御信号を送信する。
以上が基本的なセンサネットワークシステム1000の動作である。
次に、センサネットワークシステム1000を、クリーンルームの空気中の塵埃量、温度の監視及び管理システムに応用した場合の詳細な動作を以下に示す。
そして、CPU541は、周囲環境検知センサ521、522に起動信号を送信する。それと平行して、CPU541は、検知データを通信制御装置4に無線通信で送信する。当該検知データは、さらに、通信制御装置4から外部装置2へと送信される。
以上が、クリーンルーム内の塵埃量、温度の監視及び管理に応用した場合のセンサネットワークシステム1000の動作である。
以下、本発明に係る第2の実施形態のセンサネットワークシステムについて説明する。第1の実施形態と同一箇所については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態に係るセンサネットワークシステムは、多数の人間が出入りをするオフィスや病院等のエントランスの空調監視及び管理を行うシステムである。センサネットワークシステム1000の各部構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
異なる点は、本実施の形態における周囲環境検知センサ521は湿度センサ、周囲環境検知センサ522は温度センサで構成する。
第1の実施形態と同様に、常時起動しているフローセンサ511は、周囲の空気流の変化を検知すると、まず、CPU541に検知データ(空気流の方向及び流速についてのデータ)を送信する。
すると、周囲環境検知センサ521、522は、一定時間、湿度および気温を測定し続ける。この湿度検知データ及び気温検知データはCPU541に送信され、必要に応じて記憶部542に蓄積される。さらに、湿度検知データ及び気温検知データはセンサ端末IDが付された状態で、通信制御装置4を経て、外部装置2に送信される。このとき、外部装置2は、気温および湿度が予め定めた範囲外であると判断すると、環境制御装置6の動作を強く(つまり、空調装置の吹き出しを強く)する制御信号を当該環境制御装置6に送る。
1 センサネットワーク
2 外部装置
3 通信回線
4 通信制御装置
5 センサ端末
6 環境制御装置
441 CPU
452 記憶部
461 無線通信用IC
471 電源IC
472 有線
462 アンテナ
511、512 フローセンサ
521、522 周囲環境検知センサ
541 CPU
542 記憶部
561 無線通信用IC
57 バッテリー
582 アンテナ
Claims (5)
- 複数のセンサを有し、該センサからの検知データに基づいて、該センサに対して動作制御を行うセンサ端末と、該センサ端末と通信制御装置を介して相互に通信を行う外部装置と、周囲の環境を制御するための環境制御装置と、を含むセンサネットワークシステムであって、
前記センサ端末は、
前記センサが、周囲の空気流の方向及び流速を測定して第一の検知データを生成するフローセンサと、周囲環境の物理量を測定して第二の検知データを生成する周囲環境検知センサと、を含み、
前記第一の検知データを取得可能に構成され、取得した第一の検知データに基づいて前記周囲環境検知センサを起動させるか否かを判断し、起動させると判断した場合に前記周囲環境検知センサを起動させるための起動信号を前記周囲環境検知センサに送信し、当該起動信号の送信された周囲環境検知センサより前記第二の検知データを取得し、前記第一の検知データ及び第二の検知データを前記外部装置へ送信する制御部を備え、
前記外部装置は、一定時間内に複数のセンサ端末から予め定めた一定値を超える第二の検知データを受信した場合、当該複数のセンサ端末の第一の検知データ及び第二の検知データに基づいて、前記一定時間が経過した後の時点で新たに一定値を超える第二の検知データを送信するセンサ端末を予測し、当該予測したセンサ端末と最も近接する前記環境制御装置を特定し、特定した環境制御装置へ当該環境制御装置を起動させるための起動信号を送信することを特徴とするセンサネットワークシステム。 - 前記外部装置は、前記環境制御装置へ起動信号を送信するとともに、前記予測したセンサ端末に備わる周囲環境検知センサに起動信号を送信することを特徴とする請求項1に記載のセンサネットワークシステム。
- 前記フローセンサは、周囲の空気流の方向及び流速に変化が生じた場合に、外部からの給電無しに前記方向及び流速を測定可能に構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のセンサネットワークシステム。
- 前記制御部は、取得した第一の検知データ及び第二の検知データを記憶する記憶部を有し、新たに取得した第一の検知データと前記記憶部に記憶された第一の検知データとを比較して、第一の検知データの変化が確認された場合に、前記周囲環境検知センサを起動させると判断することを特徴とする請求項1または2に記載のセンサネットワークシステム。
- 各センサ端末は、それぞれのセンサ端末を一意に特定するための識別番号が割り振られており、
前記制御部は、前記第一の検知データ及び第二の検知データに自機の前記識別番号を付して、当該第一の検知データ及び第二の検知データを前記外部装置へ送信することを特徴とする請求項1または2に記載のセンサネットワークシステム。
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