JP5710056B2 - 計測システム - Google Patents

Description

本発明は、物理量を計測するための計測システムに関する。

計測対象は様々であり、その計測シーンに合わせて計測装置をカスタマイズする必要がある。また、計測においては、音響や振動にとどまらず、温湿度や圧力等といった様々な計測対象に対応することが求められている。

そして、このような音や騒音等を計測する先行技術が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特許文献１の技術は、騒音レベルが規制基準を超えたときに、その実音（騒音）を伝送させる技術である。具体的には、マイクロホン及び騒音計を介して騒音の騒音レベルが計測され、騒音レベルが規制基準を超えていれば、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）によって通話を確立し、作業員がＰＨＳからその実音を聞くことができるというものである。

また、特許文献２は、ホール、スタジアム等の測定空間の音場特性を正確に測定するための音場特性測定システムを開示している。音場特性を把握することは、音楽演奏時だけでなく、明瞭な場内放送を実現する上でも重要な要素となる。

さらに、特許文献３は、騒音や振動に関する特定環境データ信号を収集解析し、印刷書面や画面に表示することができる環境データ収集解析装置を開示している。
特許文献３の技術によれば、測定対象外の環境データ信号を視認し得るようにグラフラインの属性を変えているため、騒音や振動に関する測定データの解析を容易に行うとともに、測定対象の音と測定対象外の音とを容易に区別することができると考えられる。

特開２００２−１８８９５３号公報 特開２００６−６４３９３号公報 特開２０１０−７８３６９号公報

上記の先行技術等に示されるように、一般に音響や振動の計測は、様々な計測シーンが想定される。例えば、道路交通騒音や鉄道騒音、遮音性能計測、自動車の遮音性計測、建設作業の騒音及び振動を計測したりすることがある。

この場合、各計測シーンに対応して、計測時に取得したいデータも様々であり、計測場所も様々である。そして、計測シーンが異なると以下のような様々な問題が発生する。
（１）計測データを無線により送信する場合、計測データが失われてしまう可能性がある。すなわち、無線による通信は、有線による通信と比べて通信障害が発生しやすく、通信が途中で途切れてしまうことがある。計測データが無線通信の途中で失われてしまうと（計測データの欠落が生じると）、計測の信頼性が低下してしまう。また、計測データの再送要求を繰り返していると、計測データの蓄積に通信速度が追いつかず、計測者は、現在の計測データや計測の情報を知ることができなくなってしまう。

（２）バッテリ稼働で無線により計測データを送信する場合は、消費電力の問題が生じる。すなわち、遠隔且つ無人にて計測データを取得する場合、計測データを常に無線通信で送信し続けることになるため、それだけ消費電力も増加してしまうので、バッテリ交換の頻度が高くなる。また、計測器やセンサを設置後、計測は連続ではなく間欠的に実施され、待ち時間が多いこともある。

（３）複数（３つ以上）のチャンネルの信号をリアルタイムで処理するためには、現在の技術では装置が大掛かりになってしまう。装置が大掛かりになると、装置の大きさや重量、消費電力（電池寿命）、コスト等に悪影響が生じる。

（４）複数の計測器を用いる場合、複数の計測器が単独で計測を行っていると、計測の開始時刻の同期がとれないため、時刻同期に関して統一のとれた処理を行うことができない。また、統一のとれた処理を行うことができない以上、計測によって得られた計測データも非統一なデータとなり、その後の作業員の作業効率も低下してしまうという問題がある。

そこで本発明は、無線通信におけるデータの欠落に柔軟に対応することができる技術の提供を第１の課題とする。
また、本発明は、無線通信を採用する場合において省電力化を実現することができる技術の提供を第２の課題とする。
さらに、本発明は、ハードウエア資源を有効に活用することができる技術の提供を第３の課題とする。
さらにまた、本発明は、複数の計測器を効率よく管理することができる技術の提供を第４の課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。なお、以下の各解決手段は、引用関係や従属関係を適宜変更した解決手段とすることができる。

解決手段１：本解決手段の計測システムは、計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力するセンサが接続されたセンサアンプに内蔵され、前記センサから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換手段と、前記センサアンプに内蔵され、前記デジタル信号を計測データとして蓄積するデータ蓄積手段と、前記センサアンプに内蔵され、無線通信機能を用いて前記デジタル信号を前記センサアンプの外部に向けて送信するセンサアンプ側通信手段と、前記センサアンプと対になる本体ユニットに内蔵され、無線通信機能を用いて前記センサアンプから送信された前記デジタル信号を受信する本体側通信手段と、前記本体ユニットに内蔵され、受信した前記デジタル信号に基づいて計測データを生成するデータ生成手段と、前記本体ユニットに内蔵され、前記センサアンプから送信された前記デジタル信号に欠落がある場合、前記本体側通信手段を通じて前記センサアンプに欠落部分を表す欠落情報を通知する欠落情報通知手段と、前記センサアンプに内蔵され、前記センサアンプ側通信手段を通じて前記本体ユニットから欠落情報の通知を受けた場合、前記欠落情報に基づいて前記データ蓄積手段に蓄積された欠落部分の前記計測データを前記センサアンプ側通信手段を通じて前記本体ユニットに再送信する再送実行手段とを備えた計測システムである。

本解決手段の計測システムは、センサアンプを備えている。センサアンプには、計測対象の物理量（音響、振動、温度、湿度、圧力等の計測に基づく情報）に応じたアナログ信号を出力するセンサが接続される。
センサアンプは、センサから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号を計測データとしてメモリ等に蓄積する。また、センサアンプは、無線通信機能を用いてデジタル信号をセンサアンプの外部に向けて送信する。

また、本解決手段の計測システムは、本体ユニットを備えている。本体ユニットは、センサアンプと対になる装置である。
本体ユニットは、無線通信機能を用いてセンサアンプから送信されたデジタル信号を受信し、受信したデジタル信号に基づいて計測データを生成する。生成した計測データは、例えば本体ユニットのメモリ等に記憶したり、本体ユニットで信号処理を施したり、本体ユニットの表示部に表示したりすることができる。

ここで、本体ユニットは、センサアンプから送信されたデジタル信号に欠落がある場合、センサアンプに欠落部分を表す欠落情報を通知する。デジタル信号に欠落があるか否かの判断は、例えばデジタル信号に付与されるフレーム番号等を確認することにより判断することができる。また、欠落情報に関しては欠落しているフレーム番号等の情報を含む情報とすることができる。
そして、センサアンプは、本体ユニットから欠落情報の通知を受けた場合、例えば一連の計測が完了したのち、本体ユニット側で全計測データを得るために、欠落情報に基づいて欠落部分の計測データを本体ユニットに再送信する。

一般に、無線による通信は、有線による通信と比べて通信障害が発生しやすく、通信が途中で途切れてしまうことがある。この場合、計測によって得られたデジタル信号が無線通信の途中で失われてしまうと（データの欠落が生じると）、計測の信頼性が低下してしまう。また、計測においては、現在の最新情報をモニタすることが重要であるが、計測データの再送要求を繰り返していると、計測データの蓄積に通信速度が追いつかず、計測者は、現在の計測データや計測の情報を知ることができなくなってしまう。

このため、本解決手段では、無線により送信するデジタル信号を計測データとしてセンサアンプに蓄積している。そして、センサアンプから送信されたデジタル信号に欠落がある場合、センサアンプに蓄積されている計測データは、本体ユニットに自動的に再送信される。
したがって、仮に通信障害が発生してデジタル信号の一部が失われてしまったとしても、蓄積されている計測データが本体ユニットに再送信されるので、失われてしまったデジタル信号を回復させることができる。また、繰り返しのデータ再送により、データ転送に遅延が発生して現在の最新情報をモニタすることができなくなる事態を回避することができる。

解決手段２：本解決手段の計測システムは、解決手段１において、前記欠落情報通知手段は、前記本体側通信手段による一連の前記デジタル信号の受信が終了した後に前記欠落情報を通知することを特徴とする計測システムである。

本解決手段では、一連のデジタル信号の受信が終了した後に欠落情報を通知する。このため、一連のデジタル信号の受信が終了するまでは、デジタル信号に欠落があっても再送信処理は実行されない。

このため、本解決手段によれば、リアルタイム転送とバッチ転送とを組み合わせることができ、正しく計測が行われているかの確認と、最終的に欠落のないデータを取得することができるという点を一度に満たすことができる。
すなわち、リアルタイム転送の実行中にデータの欠落があった場合、その時点でデータの再送信を実行すると、本来送信すべきデータの送信に遅延が発生してリアルタイム性が保てない。しかし、本解決手段では、本来送信すべきデータの送信が終了した後に欠落部分のバッチ転送を行うことができ、リアルタイム転送とバッチ転送とを効果的に組み合わせたデータの転送方法を実現することができる。

この点、送信すべきデータを最後にまとめて無線により送信することも考えられるが、そうすると今度はリアルタイム性が損なわれ、データの取得にも時間がかかる。これに対して本解決手段では、最後のバッチ転送で欠落部分のデータのみをバッチ転送することにより、リアルタイム性を保ちつつ、最終的なデータの取得時間も短縮させることができるという効果がある。

解決手段３：本解決手段の計測システムは、解決手段１において、前記欠落情報通知手段は、前記デジタル信号に欠落があると判断した時点で前記欠落情報を通知し、前記欠落情報を通知したにも関わらず前記欠落部分の前記計測データが再送信されてこない場合、前記欠落情報の通知に基づく再送要求処理を一定時間で終了させ、前記欠落情報通知手段により前記欠落情報の通知に基づく再送要求処理が一定時間で終了された場合、前記本体側通信手段に一連の前記デジタル信号の受信を継続して実行させる継続受信処理を実行する継続受信処理実行手段をさらに備えることを特徴とする計測システムである。

本解決手段では、本体ユニットは、デジタル信号に欠落があると判断した時点で欠落情報を通知し、欠落情報を通知したにも関わらず欠落部分の計測データが再送信されてこない場合、欠落情報の通知に基づく再送要求処理を一定時間で終了させる。
そして、再送要求処理が一定時間で終了された場合、一連のデジタル信号の受信を継続して実行させる継続受信処理が実行される。

このように、本解決手段では、本体ユニットは、デジタル信号に欠落があると判断した時点で再送要求処理を実行する。ただし、何らかの通信障害により再送要求処理が機能しない場合には、再送要求処理をいつまでも継続しないで一定時間で終了させる。

一般に、通信障害といっても様々なケースが考えられ、瞬間的に発生する通信障害や、長い時間発生する通信障害がある。ここで、瞬間的な通信障害が発生した場合、通信が行えない時間は短時間であるため、デジタル信号に欠落があると判断した時点で再送要求処理を行えばすでに通信の状況が回復していることも想定される。
そして、その場合は、その時点で欠落部分の計測データを再送信することにより、リアルタイム性をより向上させつつ、最新の計測データをモニタリングし続けることができる。ただし、本解決手段では、通信障害が復旧しない場合は再送要求処理を一定時間で切り上げることにしており、再送要求処理をいつまでも継続しないことにして、再送要求処理によるリアルタイム性が損なわれることを抑制している。

解決手段４：本解決手段の計測システムは、計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力するセンサが接続されたセンサアンプに内蔵され、無線通信機能を有する第１センサアンプ側通信手段と、前記センサアンプに内蔵され、前記第１センサアンプ側通信手段よりも消費電力が低い無線通信機能を有する第２センサアンプ側通信手段と、前記センサアンプと対になる本体ユニットに内蔵され、無線通信機能を有し、前記第１センサアンプ側通信手段と組みになって通信を行う第１本体側通信手段と、前記本体ユニットに内蔵され、前記第１本体側通信手段よりも消費電力が低い無線通信機能を有し、前記第２センサアンプ側通信手段と組みになって通信を行う第２本体側通信手段と、前記本体ユニットに内蔵され、前記センサアンプを通常電力モードから前記通常電力モードよりも消費電力を低下させた低消費電力モードに移行させる場合、前記第１本体側通信手段又は前記第２本体側通信手段を通じて前記低消費電力モードに移行させるための低消費電力モード移行命令を前記センサアンプに通知する低消費電力モード移行命令通知手段と、前記センサアンプに内蔵され、前記第１センサアンプ側通信手段又は前記第２センサアンプ側通信手段を通じて前記本体ユニットから前記低消費電力モード移行命令の通知を受けた場合、前記第１センサアンプ側通信手段を稼働状態から停止状態に移行させ、前記第２センサアンプ側通信手段の稼働状態を維持する低消費電力モード移行手段と、前記本体ユニットに内蔵され、前記センサアンプを前記低消費電力モードから前記通常電力モードに移行させる場合、前記第２本体側通信手段を通じて前記通常電力モードに移行させるための通常電力モード移行命令を前記センサアンプに通知する通常電力モード移行命令通知手段と、前記センサアンプに内蔵され、前記第２センサアンプ側通信手段を通じて前記本体ユニットから前記通常電力モード移行命令の通知を受けた場合、前記第１センサアンプ側通信手段を前記停止状態から前記稼働状態に移行させる通常電力モード移行手段とを備えた計測システムである。

本解決手段の計測システムは、センサアンプを備えている。センサアンプには、計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力するセンサが接続される。
センサアンプは、無線通信機能を有する第１センサアンプ側通信手段と、第１センサアンプ側通信手段よりも消費電力が低い無線通信機能を有する第２センサアンプ側通信手段とを備えている。

また、本解決手段の計測システムは、本体ユニットを備えている。本体ユニットは、センサアンプと対になる装置である。
本体ユニットは、無線通信機能を有し、第１センサアンプ側通信手段と組みになって通信を行う第１本体側通信手段と、第１本体側通信手段よりも消費電力が低い無線通信機能を有し、第２センサアンプ側通信手段と組みになって通信を行う第２本体側通信手段とを備えている。
このため、第１センサアンプ側通信手段と第１本体側通信手段とは、組み（ペア）になって無線により通信を行い、第２センサアンプ側通信手段と第２本体側通信手段とも、同様に組みになって無線により通信を行う。

そして、本解決手段では、センサアンプの省電力化を実現するため、センサアンプを低消費電力モードに移行させたり、センサアンプを低消費電力モードから通常電力モードに復帰させたりする。各モードへの移行時の処理の流れは以下の通りである。

〔低消費電力モード移行時〕
本体ユニットは、センサアンプを通常電力モードから低消費電力モードに移行させる場合、低消費電力モード移行命令をセンサアンプに通知する。
そして、センサアンプは、本体ユニットから低消費電力モード移行命令の通知を受けた場合、第１センサアンプ側通信手段を稼働状態から停止状態に移行させ、第２センサアンプ側通信手段の稼働状態を維持する。第２センサアンプ側通信手段の稼働状態を維持する理由は、本体ユニットとの通信状態を維持し、いずれは第１センサアンプ側通信手段を停止状態から稼働状態に復帰させるためである。

〔通常電力モード移行時〕
本体ユニットは、センサアンプを低消費電力モードから通常電力モードに移行させる場合、通常電力モード移行命令をセンサアンプに通知する。
そして、センサアンプは、本体ユニットから通常電力モード移行命令の通知を受けた場合、第１センサアンプ側通信手段を停止状態から稼働状態に移行させる。

センサアンプでの長時間の計測に対応するためには、消費電力を極力抑える必要がある。そして、計測シーンによっては、しばらくの間、本体ユニットで計測データが不要な場合があるため、本体ユニット側で計測データが不要であると判断した場合には、センサアンプを低消費電力モードに移行させることができる。また、本体ユニット側で、再び計測データが必要であると判断した場合には、センサアンプを通常電力モードに移行させることができる。

そして、第１センサアンプ側通信手段を停止状態に移行させることにより、センサアンプの消費電力を抑えることができる。ただし、センサアンプを低消費電力モードに移行させた場合であっても、第２センサアンプ側通信手段は稼働状態を維持している。このため、本体ユニットとセンサアンプとの通信状態は確保されることになり、低消費電力モードに移行したとしても、本体ユニットとセンサアンプとの連携は維持される。しかも、第２センサアンプ側通信手段は、低消費電力の装置となるため、省電力化の妨げとなることはない。

解決手段５：本解決手段の計測システムは、解決手段４において、前記低消費電力モードは、第１低消費電力モード及び前記第１低消費電力モードよりも消費電力が低い第２低消費電力モードを含み、前記センサアンプは、前記センサの計測状態を制御する主制御手段及び前記主制御手段よりも消費電力が低い副制御手段を備え、前記低消費電力モード移行命令通知手段は、前記センサアンプに物理量の計測を継続させつつ通信を停止させる場合は前記第１低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令を前記センサアンプに通知し、前記センサアンプに物理量の計測を停止させつつ通信を停止させる場合は前記第２低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令を前記センサアンプに通知し、前記低消費電力モード移行手段は、前記第１低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令の通知を受けた場合は前記第１センサアンプ側通信手段を稼働状態から停止状態に移行させ、前記第２低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令の通知を受けた場合は前記主制御手段及び前記第１センサアンプ側通信手段を前記稼働状態から前記停止状態に移行させることを特徴とする計測システムである。

本解決手段では、低消費電力モードとして、第１低消費電力モード及び第１低消費電力モードよりも消費電力が低い第２低消費電力モードといった２種類のモードを採用している。また、センサアンプは、センサの計測状態を制御する主制御手段（例えばメインマイコン）及び主制御手段よりも消費電力が低い副制御手段（例えばサブマイコン）を備えている。

そして、本解決手段では、計測シーンに合わせた省電力化を実現するため、センサアンプを２種類の低消費電力モードのいずれかに移行させることにしている。２種類の低消費電力モードに移行させる際の処理の流れは以下の通りである。

本体ユニットは、センサアンプに接続されるセンサに物理量の計測を継続させつつ通信を停止させる場合は第１低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令をセンサアンプに通知する。
また、本体ユニットは、センサアンプに接続されるセンサに物理量の計測を停止させつつ通信を停止させる場合は第２低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令をセンサアンプに通知する。

そして、センサアンプは、第１低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令の通知を受けた場合は第１センサアンプ側通信手段を稼働状態から停止状態に移行させる。
また、センサアンプは、第２低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令の通知を受けた場合は主制御手段及び第１センサアンプ側通信手段を稼働状態から停止状態に移行させる。

すなわち、第１低消費電力モードに移行した際には、第１センサアンプ側通信手段が停止状態となるため、第１センサアンプ側通信手段での通信はできなくなるが、主制御手段は稼働状態であるため、センサによる物理量の計測を継続させることができる。

また、第２低消費電力モードに移行した際には、主制御手段及び第１センサアンプ側通信手段がともに停止状態となるため、第１センサアンプ側通信手段での通信はできなくなり、センサによる物理量の計測も停止することになる。
ただし、主制御手段及び第１センサアンプ側通信手段を停止状態に移行させた場合には、第１低消費電力モードに移行した場合と比較して、消費電力をさらに低減させることができる。

このように、本解決手段では、消費電力が異なる２つの制御手段と、消費電力が異なる２つの通信手段とを搭載し、計測状況によって停止状態に移行させる装置を変更することにより、様々な計測シーンに即した省電力化を実現することができる。

解決手段６：本解決手段の計測システムは、計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力する複数のセンサが接続されたセンサアンプに内蔵され、前記センサから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換手段と、前記センサアンプに内蔵され、予め定められた演算処理の取り決めに関する設定内容に基づいて前記複数のセンサにおける一部のセンサに対応するデジタル信号を演算処理するセンサアンプ側演算処理手段と、前記センサアンプに内蔵され、未演算の前記デジタル信号と演算処理後の前記デジタル信号とを前記センサアンプの外部に向けて送信するセンサアンプ側通信手段と、前記センサアンプと対になる本体ユニットに内蔵され、前記センサアンプから送信された未演算の前記デジタル信号と演算処理後の前記デジタル信号とを受信する本体側通信手段と、前記本体ユニットに内蔵され、受信した前記デジタル信号のうち、前記複数のセンサにおける残りのセンサに対応する未演算の前記デジタル信号を演算処理する本体側演算処理手段とを備えた計測システムである。

本解決手段の計測システムは、センサアンプを備えている。センサアンプには、計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力する複数のセンサが接続される。このため、センサアンプでは多チャンネルでの計測となる。
センサアンプは、センサから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。センサアンプは、予め定められた演算処理の取り決め（例えば、本体ユニットとセンサアンプのどちら側でどのチャンネルの演算処理を実行するかについての取り決め）に関する設定内容に基づいて複数のセンサにおける一部のセンサに対応するデジタル信号（例えば、３チャンネルの計測であればその中の１チャンネル分）を演算処理する。
そして、センサアンプは、未演算のデジタル信号と演算処理後のデジタル信号とをセンサアンプの外部に向けて送信する。

また、本解決手段の計測システムは、本体ユニットを備えている。本体ユニットは、センサアンプと対になる装置である。
本体ユニットは、センサアンプから送信された未演算のデジタル信号と演算処理後のデジタル信号とを受信する。そして、本体ユニットは、受信したデジタル信号のうち、複数のセンサにおける残りのセンサに対応する未演算のデジタル信号（例えば、３チャンネルの計測であれば残りの２チャンネル分）を演算処理する。

このように、本解決手段によれば、本体ユニットとセンサアンプとで演算処理の分散化を図ることができ、ハードウエア資源を有効に活用することができる。また、センサアンプで演算処理を行ったデジタル信号については、演算処理の内容によってはデータ量が減少するため、センサアンプで演算処理を実行することにより、通信負担の軽減にも寄与することができる。
また、本解決手段では、複数のセンサに対応したチャンネル毎に演算処理を分散しているため、演算処理を分散する際の判断基準が明確となり、制御処理の簡略化を図ることができる。

解決手段７：本解決手段の計測システムは、１つの本体ユニットに対して複数のセンサアンプが接続される計測システムであって、前記センサアンプに接続され、計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力するセンサと、前記本体ユニットに内蔵され、前記複数のセンサアンプのそれぞれに接続されたセンサに物理量の計測を開始させる場合、前記複数のセンサアンプのそれぞれに対して計測開始命令を通知する計測開始命令通知手段と、前記複数のセンサアンプのそれぞれに内蔵され、前記計測開始命令通知手段により前記本体ユニットから計測開始命令の通知を受けた場合、通知を受けた前記センサアンプに接続されている前記センサに物理量の計測を開始させる計測実行手段とを備えた計測システムである。

本解決手段の計測システムは、１つの本体ユニットに対して複数のセンサアンプが接続される計測システムである。
複数のセンサアンプのそれぞれには、計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力するセンサが接続される。

ここで、本体ユニットは、複数のセンサアンプのそれぞれに接続されたセンサに物理量の計測を開始させる場合、複数のセンサアンプのそれぞれに対して計測開始命令を通知する。
そして、センサアンプは、本体ユニットから計測開始命令の通知を受けた場合、通知を受けたセンサアンプに接続されているセンサに物理量の計測を開始させる。

このように、本解決手段によれば、計測開始命令を利用して、１台の本体ユニットに接続される複数のセンサアンプを連動して動作させることができ、時刻同期に関して統一のとれた計測を行うことができる。また、本解決手段では、離れた位置にある複数のセンサアンプに、同時に計測を開始させることができるので、作業員の作業負担を軽減させることができる。

解決手段８：本解決手段の計測システムは、所定のネットワークを介して複数の本体ユニットが接続される計測システムであって、前記複数の本体ユニットのそれぞれに接続されたセンサアンプと、前記センサアンプに接続され、計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力するセンサと、前記複数の本体ユニットのうちいずれか１つの本体ユニットに内蔵され、前記センサアンプに接続されたセンサに物理量の計測を開始させる場合、前記所定のネットワークを通じて他の本体ユニットに計測開始命令を通知する計測開始命令通知手段と、前記他の本体ユニットに内蔵され、前記所定のネットワークを通じて前記計測開始命令の通知を受けた場合、通知を受けた前記本体ユニットに接続されている前記センサアンプに接続されている前記センサに物理量の計測を開始させる計測実行手段とを備えた計測システムである。

本解決手段の計測システムは、所定のネットワークを介して複数の本体ユニットが接続される計測システムである。
複数の本体ユニットのそれぞれには、センサアンプが接続されている。また、センサアンプには、計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力するセンサが接続されている。

ここで、複数の本体ユニットのうちいずれか１つの本体ユニットは、各センサアンプに接続されたセンサに物理量の計測を開始させる場合、所定のネットワークを通じて他の本体ユニットに計測開始命令を通知する。
そして、他の本体ユニットは、計測開始命令の通知を受けた場合、通知を受けた本体ユニットに接続されているセンサアンプに接続されているセンサに物理量の計測を開始させる。

このように、本解決手段によれば、所定のネットワークを通じて他の本体ユニットに計測開始命令を通知することができるため、ネットワーク環境さえ整っていれば、１つの本体ユニットが遠隔地にある本体ユニットを管理することができる。このため、本解決手段では、１つの本体ユニットが計測開始命令を利用して、複数の本体ユニットを連動して動作させることができ、遠隔地にある本体ユニットや計測ユニット、センサ等を管理することができる。

本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）センサアンプは、無線により送信するデジタル信号を計測データとして蓄積しており、本体ユニットから欠落情報の通知を受けた場合は、欠落部分の計測データを本体ユニットに再送信するので、無線通信におけるデータの欠落があっても後から補うことができる。
（２）本計測システムでは、種類の異なる２つの通信手段を状況によって使い分けているため、効率よく省電力化を実現することができる。

（３）本体ユニットとセンサアンプとの両方に演算処理手段を設けているので、演算処理の分散化を図り、ハードウエア資源を有効に活用することができる。
（４）本体ユニットからの計測開始命令を利用して、複数のセンサアンプに接続されるセンサに計測を開始させることができるので、時刻の同期に関して統率のとれた計測を行うことができる。

一実施形態に係る計測システム１００を示す概要図である。 センサアンプ３０を裏面側からみた状態で示す斜視図である。 １つの本体ユニット１０に対して複数のセンサアンプ３０を無線により接続した接続例を示す図である。 複数の本体ユニット１０がネットワーク７０を介して接続される接続例を示す図である。 本体ユニット１０及びセンサアンプ３０の構成を概略的に示すブロック図である。 計測データのバッファリング処理の第１の手順例について説明するシーケンス図である。 計測データのバッファリング処理の第２の手順例について説明するシーケンス図である。 通常電力モードや低消費電力モードに移行させる際の手順例について説明するシーケンス図である。 負荷分散処理の手順例について説明するシーケンス図である。 ネットワークトリガ処理の手順例について説明するシーケンス図である。 １つの本体ユニット１０に複数のセンサアンプ３０が接続されている際の計測処理の手順例について説明するシーケンス図である。 本体ユニット側時分割通信処理の手順例を示すフローチャートである。 センサアンプ側時分割通信処理の手順例を示すフローチャートである。 屋内多点計測、騒音又は振動の計測の様子を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る計測システム１００を示す概要図である。
計測システム１００は、音響、振動、温度、湿度、圧力等といった物理量を計測するための装置であり、本体ユニット１０と、センサアンプ３０とを備える。本体ユニット１０とセンサアンプ３０とは、無線によりデータの送受信を行う。

〔本体ユニット〕
本体ユニット１０は、その外形が扁平な直方体形状であり、作業員により携帯が可能な大きさを有するタブレット型の端末（タブレット端末）である。

また、本体ユニット１０は、その表面に各種情報（操作用のアイコンや、デジタル信号に関する情報、各種データの波形データ等）を表示する液晶表示装置１１を有する。
液晶表示装置１１には、計測装置１００を操作するためのタッチパネルが設置されており、作業員が画面上の表示をタッチすることで本体ユニット１０を操作することができる。

本体ユニット１０は、その周縁部に傾斜面１１ａを有しており、液晶表示装置１１を有する面から外側に向かうにつれて全体の厚みが徐々に薄くなっている。傾斜面１１ａ又はその付近は、作業員が本体ユニット１０を保持するための保持部となる。また、本体ユニット１０の角部分は円弧状に面取りされている。本体ユニット１０のサイズは、例えば、平面視でＡ４用紙程度（縦２１０ｍｍ、横２９７ｍｍ程度）のサイズとすることができる。

本体ユニット１０の右側面には、ＡＣアダプタ用の端子１３やＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ポート１４、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート１４ａ、カード形状の記録媒体が挿入されるカード用スロット１５等が設けられている。

〔センサアンプ〕
図２は、センサアンプ３０を裏面側からみた状態で示す斜視図である。
センサアンプ３０は、その外形が扁平な直方体形状であり、作業員により携帯が可能な大きさを有する装置である。

入力部２４は、物理量を表す信号（アナログ信号やデジタル信号）が入力される４つのコネクタ２４ａ〜２４ｄと、アナログ信号以外の信号を出力する１つのコネクタ２４ｅとにより構成されている。
４つのコネクタ２４ａ〜２４ｄには、各種センサがケーブルを介して接続される。このため、４つのコネクタ２４ａ〜２４ｄにより、４チャンネルの計測を実現することができる。図示の例では、コネクタ２４ｃには、ケーブル４１及び接続プラグ４２を介して、計測用マイクロホン４０が接続されている。なお、センサアンプ３０の入力端子には、計測用マイクロホン４０以外にも、振動ピックアップ、温湿センサ、圧力センサ等も接続することができる。
また、コネクタ２４ｅには、例えばスピーカ等の外部機器がケーブルを介して接続される。このため、コネクタ２４ｅは、外部機器に対してアナログ信号以外の信号を出力することができる。なお、各コネクタの入出力の割り当ては、上記の例に限定されず、仕様や設計により変更することができる。

また図１に示すように、センサアンプ３０は、その周縁部に傾斜面３２を有しており、発光ダイオードの発光状態を確認するための開口孔３１を有する面から外側に向かうにつれて全体の厚みが徐々に薄くなっている。また、センサアンプ３０の角部分は円弧状に面取りされている。

〔基本計測〕
そして、図１に示す計測システム１００の基本的な使用態様は、以下の通りである。
例えば、作業員は、計測の現場に本体ユニット１０と、センサアンプ３０と、騒音計４６とを持参する。

ついで、作業員は、騒音計４６をセンサアンプ３０に取り付け、センサアンプ３０に接続されている騒音計４６を計測ポイントに配置する。
そして、作業員は、傾斜面１１ａ付近を掴んで本体ユニット１０を保持しながら、本体ユニット１０の液晶表示装置１１により本体ユニット１０を操作して、センサアンプ３０に接続された騒音計４６に騒音の計測を行わせる。
騒音計４６で計測したデータは、センサアンプ３０を介して無線により本体ユニット１０に送信されるため、作業員は液晶表示装置１１を見ながら、その場で計測結果を確認することができる。

〔接続例〕
次に、上記の本体ユニット１０及びセンサアンプ３０を用いた接続例について説明する。

〔第１接続例〕
図３は、１つの本体ユニット１０に対して複数のセンサアンプ３０を無線により接続した接続例を示す図である。図示の例では、各センサアンプ３０には、計測用マイクロホン４０が接続されている。
本接続例によれば、多点計測が必要な場合、センサアンプ３０を必要に応じて増台することにより、多点計測に柔軟に対応することができる。

〔第２接続例〕
図４は、複数の本体ユニット１０がネットワーク７０を介して接続される接続例を示す図である。
本接続例では、複数の本体ユニット１０が用意されており、各本体ユニット１０同士は、携帯電話機の通信網やインターネット等のネットワーク７０を介して接続されている。図示の例では、３つの本体ユニット１０（１０Ａ〜１０Ｃ）がネットワーク７０を介して接続されており、本体ユニット１０Ａは、他の本体ユニット１０Ｂ，１０Ｃを管理する管理ユニットである。

ここで、本体ユニット１０Ａ〜１０Ｃには、いずれも騒音計４６を取り付けたセンサアンプ３０が無線により接続されている。

そして、本体ユニット１０Ａは、ネットワーク７０を介して例えば制御信号等を送信することにより、他の本体ユニット１０Ｂ，１０Ｃを管理することができる。
具体的には、本体ユニット１０Ａは、ネットワーク７０を介して他の本体ユニット１０Ｂ，１０Ｃに計測開始命令を送信して計測を行わせたり、ネットワーク７０を介して他の本体ユニット１０Ｂ，１０Ｃにデータ送信要求を送信して他の本体ユニット１０Ｂ，１０Ｃから計測データを取得したりすることができる。

〔制御上の構成〕
次に、計測システムの制御に関する構成について説明する。
図５は、本体ユニット１０及びセンサアンプ３０の構成を概略的に示すブロック図である。

〔センサアンプ〕
センサアンプ３０は、入力部２４、増幅器７０、Ａ／Ｄコンバータ７１、演算処理部７２、主制御部７３、副制御部７４、外部メモリ７５、内部メモリ７６、第１無線通信部９１、第２無線通信部９２、バッテリ９３、及び電源部９４を備える。

入力部２４は、センサアンプ３０に接続された各種センサから、物理量を表す入力信号（デジタル信号を含む）が入力されるインターフェースである。また、入力部２４には、各種センサ以外の外部機器から入力信号が入力されることもある。

増幅器７０は、入力部２４に入力された入力信号がアナログの信号である場合、そのアナログの信号を増幅する機器である。
Ａ／Ｄコンバータ７１は、増幅器７０により増幅されたアナログの入力信号をデジタルの入力信号に変換する機器である（変換手段）。

演算処理部７２は、Ａ／Ｄコンバータ７１により変換されたデジタルの入力信号を演算処理する演算処理装置（センサアンプ側演算処理手段）であり、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等により構成される。演算処理部７２での演算処理は、例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換）や、無線通信用に符号化したり復号したりする内容の処理である。なお、演算処理部７２は、演算処理を実行する必要がない場合は演算処理を実行しない。

主制御部７３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央演算処理装置）によって構成されている（メインマイコン、マイクロプロセッサ、主制御手段）。主制御部７３は、センサアンプ３０が行う各種の処理や動作を制御する機能を有している。

副制御部７４は、ＣＰＵによって構成されている（サブマイコン、副制御手段）。また副制御部７４は、主制御部７３の稼働状態や停止状態を制御する。なお、主制御部７３や副制御部７４は、発光ダイオードの発光状態等も制御する。

外部メモリ７５は、センサアンプ３０に装着可能な外付けの記憶装置（データ蓄積手段）であり、例えば、マイクロＳＤカード等である。

内部メモリ７６は、センサアンプ３０に予め備えられている記憶装置（データ蓄積手段）であり、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。

第１無線通信部９１は、本体ユニット１０の第１無線通信部８５と無線通信機能を用いて入力信号（デジタル信号を含む）や各種データを送受信するためのインターフェースである（第１センサアンプ側通信手段）。
また、第１無線通信部９１は、高速通信が可能な通信部であり、例えば、通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１１を利用したＷｉ−Ｆｉ（ワイファイ、登録商標）を適用することができる。なお、第１無線通信部９１は、高速通信が可能であるため、高消費電力の通信部となる。

第２無線通信部９２は、本体ユニット１０の第２無線通信部８６と無線通信機能を用いて入力信号（デジタル信号を含む）や各種データを送受信するためのインターフェースである（第２センサアンプ側通信手段）。
また、第２無線通信部９２は、第１無線通信部９１よりも通信速度が遅い通信部であり、例えば、短距離無線通信規格の１つであるＺｉｇＢｅｅ（ジグビー、登録商標）を適用することができる。なお、第２無線通信部９２は、電力の消費量が少なく、第１無線通信部９１よりも消費電力が低い通信部となる。すなわち、第１無線通信部９１は転送速度が速いが消費電力が高く、第２無線通信部９２は転送速度が遅いが消費電力が低い。

なお、第１消費電力（高消費電力）は、第２消費電力（低消費電力）よりも消費電力が高い（以下、同様）。また、高速通信は第１通信であり、低速通信は第２通信であり、第１通信は第２通信よりも通信速度が速い（以下、同様）。

ここで、センサアンプ３０から本体ユニット１０にセンサから入力された信号を送信する場合には第１無線通信部８５，９１を用いて通信を行い、センサアンプ３０と本体ユニット１０との間で制御信号を送受信する場合には第２無線通信部８６，９２を用いて通信を行う。

バッテリ９３は、充電によって繰り返し使用することができる蓄電池によって構成されている。

電源部９４は、センサアンプ３０の稼動源となる装置であり、図示しないＡＣアダプタや乾電池等から電力を取り込むと、そこから必要な電力を生成し、生成した電力を無線通信ユニット３０の各部に分配する。なお、バッテリ９３は、電源部９４から分配された電力を蓄電する。そして、センサアンプ３０は、バッテリ９３や電源部９４からの電力により稼動する。このように、センサアンプ３０は、バッテリ９３を備えているため、例えば、電池の交換時に電源部９４からの電源供給が一時的に停止しても、連続して稼働することができる。

ここで、センサアンプ３０の主制御部７３は、センサアンプ３０の第１無線通信部９１及び第２無線通信部９２を制御する制御部である。また、副制御部７４は、主制御部７３を制御するとともに、第１無線通信部９１及び第２無線通信部９２を制御する。副制御部７４は、主制御部７３よりも消費電力が低い制御部である。また、主制御部７３は、センサアンプ３０に接続されるセンサの計測状態を制御する。

〔本体ユニット〕
本体ユニット１０は、制御部８１、演算処理部８２、外部メモリ８３、内部メモリ８４、液晶表示装置１１、第１無線通信部８５、第２無線通信部８６、バッテリ８７、電源部８８、ＬＡＮポート１４、及びＵＳＢポート１４ａを備える。

制御部８１は、ＣＰＵによって構成されている。制御部８１は、本体ユニット１０が行う各種の処理や動作を制御する機能を有している。なお、制御部８１は、液晶表示装置１１からの入力信号に基づいて本体ユニット１０の各部を制御し、液晶表示装置１１の画像表示等も制御する。

演算処理部８２は、センサアンプ３０から受信した入力信号を演算処理する演算処理装置（本体側演算処理手段）であり、例えばＤＳＰ等により構成される。例えば演算処理部８２は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行ったり、受信した入力信号に基づいて計測データを生成したりする（データ生成手段）。

外部メモリ８３は、本体ユニット１０に装着可能な外付けの記憶装置であり、例えば、ＳＤカード等である。

内部メモリ８４は、センサアンプ３０に予め備えられている記憶装置であり、例えば、ＲＯＭやＲＡＭ等である。内部メモリ８４には、計測システム１００を統括制御したり、デジタルデータを数値化・解析したりするための各種アプリケーションソフトが格納されている。

第１無線通信部８５は、センサアンプ３０と無線通信機能を用いてデータを送受信するためのインターフェースである（第１本体側通信手段）。
また、第１無線通信部８５は、高速通信が可能な通信部であり、例えば、通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１１を利用したＷｉ−Ｆｉ（ワイファイ、登録商標）を適用することができる。なお、第１無線通信部８５は、高速通信が可能であるため、高消費電力の通信部となる。

第２無線通信部８６は、センサアンプ３０と無線通信機能を用いてデータを送受信するためのインターフェースである（第２本体側通信手段）。
また、第２無線通信部８６は、第１無線通信部８５よりも通信速度が遅い通信部であり、例えば、短距離無線通信規格の１つであるＺｉｇＢｅｅ（ジグビー、登録商標）を適用することができる。なお、第２無線通信部８６は、電力の消費量が少なく、第１無線通信部８５よりも消費電力が低い通信部となる。すなわち、第１無線通信部８５は転送速度が速いが消費電力が高く、第２無線通信部８６は転送速度が遅いが消費電力が低い。

バッテリ８７は、充電によって繰り返し使用することができる蓄電池によって構成されている。

電源部８８は、本体ユニット１０の稼動源となる装置であり、図示しないＡＣアダプタや乾電池等から電力を取り込むと、そこから必要な電力を生成し、生成した電力を本体ユニット１０の各部に分配する。なお、バッテリ８７は、電源部８８から分配された電力を蓄電する。そして、本体ユニット１０は、バッテリ８７や電源部８８からの電力により稼動する。このように、本体ユニット１０は、バッテリ８７を備えているため、例えば、電池の交換時に電源部８８からの電源供給が一時的に停止しても、連続して稼働することができる。

ＬＡＮポート１４やＵＳＢポート１４ａは、図示しない外部機器（パーソナルコンピュータや、ネットワーク上の機器、他の計測機器）に、本体ユニット１０を接続するためのインターフェースである。

次に、計測データのバッファリング処理について説明する。
計測データのバッファリング処理については、２つの手順例を採用することができる。ここではまず、第１の手順例について説明する。
図６は、計測データのバッファリング処理の第１の手順例について説明するシーケンス図である。

〔リアルタイム転送〕
ステップＳ０１：センサアンプ３０は、本体ユニット１０に入力信号を送信する場合、入力信号を自装置に記憶する（データ蓄積手段）。具体的には、センサアンプ３０は、外部メモリ７５又は内部メモリ７６に入力信号を計測データとして記憶する。このとき、計測データに伝送の順番を示す伝送順番情報（フレームの番号情報等）を付加して計測データを記憶する。

ステップＳ０２：センサアンプ３０は、本体ユニット１０に伝送順番情報を付加した入力信号を送信する。なお、入力信号の送信は、外部メモリ７５又は内部メモリ７６に記憶されているデータを送信用のバッファに移行させて送信してもよく、センサからの入力信号を直接送信用のバッファに移行させて送信してもよい。

ステップＳ０３：そして、本体ユニット１０は、センサアンプ３０から一連の入力信号を受信し続け、センサアンプ３０での計測が終了すると、一連の入力信号の受信が終了する。

〔バッチ転送〕
ここで、本体ユニット１０は、入力信号に付加された伝送順番情報を確認することにより入力信号の欠落があるか否かを確認することができる。
ここで、何らかの通信障害が発生して、ｎ番目からｎ＋ｍ番目までの入力信号が失われたものとする。

ステップＳ０４：この場合、本体ユニット１０は、センサアンプ３０にｎ番目からｎ＋ｍ番目までの入力信号の再送要求を送信する（欠落情報通知手段）。再送要求には、入力信号の欠落部分を表す欠落情報が含まれており、本体ユニット１０は、第２無線通信部８６を通じてセンサアンプ３０に再送要求を通知する。

ステップＳ０５：センサアンプ３０は、本体ユニット１０からの再送要求に基づいて、ｎ番目からｎ＋ｍ番目までの入力信号データを外部メモリ７５又は内部メモリ７６から抽出する抽出処理を実行する。
ステップＳ０６：そして、センサアンプ３０は、抽出したｎ番目からｎ＋ｍ番目までの入力信号データを、本体ユニット１０に再送信する（再送実行手段）。具体的には、センサアンプ３０は、抽出した欠落部分の入力信号データ（計測データ）を第１無線通信部９１を通じて本体ユニット１０に再送信する。

無線通信であっても、計測データの欠落は許されず、また、作業員は、現時点での最新のデータもモニタリングする必要がある。この点、本制御方式では、この両方の要求を満たした上、かつ、再送する入力信号データは欠落部分のデータのみでよく、再送信するデータの容量を低減させることができる。

また、以上説明した第１の手順例によれば、本体ユニット１０は、一連の入力信号の受信が終了した後に再送要求処理を実行しているため、センサアンプ３０は、本来送信すべきデータの送信が終了した後に欠落部分のバッチ転送を行うことができる。このため、最後のバッチ転送で欠落部分のデータのみをバッチ転送することができ、リアルタイム性を保ちつつ、最終的なデータの取得時間も短縮させることができる。

図７は、計測データのバッファリング処理の第２の手順例について説明するシーケンス図である。第１の手順例では、リアルタイム転送が終了した後にバッチ転送を行う手順例で説明したが、第２の手順例はリアルタイム転送の途中でバッチ転送も実行する手順例である。

〔リアルタイム転送〕
ステップＳ１０：センサアンプ３０は、本体ユニット１０に入力信号を送信する場合、入力信号を自装置に記憶する（データ蓄積手段）。具体的には、センサアンプ３０は、外部メモリ７５又は内部メモリ７６に入力信号を計測データとして記憶する。このとき、入力信号に伝送の順番を示す伝送順番情報（フレームの番号情報等）を付加して計測データを記憶する。

ステップＳ１２：センサアンプ３０は、本体ユニット１０に伝送順番情報を付加した入力信号を送信する。
本体ユニット１０は、入力信号に付加された伝送順番情報を確認することにより入力信号の欠落があるか否かを確認することができる。
ここで、何らかの通信障害が発生して、ｎ番目からｎ＋ｍ番目までの入力信号が失われたものとする。

ステップＳ１４：この場合、本体ユニット１０は、センサアンプ３０にｎ番目からｎ＋ｍ番目までの入力信号の再送要求を送信する。すなわち、本体ユニット１０は、入力信号に欠落があると判断した時点でセンサアンプ３０に対して欠落情報を通知することにより再送要求処理を実行する。
そして、再送要求に基づいてセンサアンプ３０が欠落部分の入力信号データを送信した場合、本体ユニット１０は、入力信号の受信処理を継続する。

ステップＳ１６：一方、本体ユニット１０が再送要求を送信したにも関わらず、センサアンプ３０が欠落部分の入力信号を再送信しない場合、本体ユニット１０は、最新の計測状態をモニタリングするため、センサアンプ３０との再送要求処理は一定時間（例えば、数秒程度）でタイムアウトさせる。

ステップＳ１８：そして、本体ユニット１０は、再送要求処理を一定時間でタイムアウトさせた場合、センサアンプ３０から、常に最新の入力信号（一連のデジタル信号）を受信し続ける継続受信処理を実行する（継続受信処理実行手段）。具体的には、本体ユニット１０は、第１無線通信部８５に一連の入力信号の受信を継続して実行させる。なお、センサアンプ３０は、バックアップのため、常に計測データ（入力信号）を外部メモリ７５又は内部メモリ７６に記憶し続けている。

〔バッチ転送〕
ステップＳ２０：そして、本体ユニット１０は、センサアンプ３０から一連の入力信号を受信し続け、センサアンプ３０での計測が終了すると、一連の入力信号の受信が終了する。

ステップＳ２２：本体ユニット１０では、入力信号に付加された伝送順番情報を確認することにより入力信号の欠落部分を把握することができるため、本体ユニット１０は、ｎ番目からｎ＋ｍ番目までの入力信号データのみを再送要求する再送要求を送信する。

ステップＳ２４：センサアンプ３０は、本体ユニット１０からの再送要求に基づいて、ｎ番目からｎ＋ｍ番目までの入力信号データを外部メモリ７５又は内部メモリ７６から抽出する抽出処理を実行する。
ステップＳ２６：そして、センサアンプ３０は、抽出したｎ番目からｎ＋ｍ番目までの入力信号データを、本体ユニット１０に再送信する（再送実行手段）。

以上説明した第２の手順例によれば、データの欠落が判明した時点で再送要求処理を実行することにより、リアルタイム性をより向上させつつ、最新の計測データをモニタリングし続けることができる。ただし、第２の手順例では、通信障害が復旧しない場合は再送要求処理を一定時間で切り上げることにしており、再送要求処理をいつまでも継続しないことにして、再送要求処理によるリアルタイム性が損なわれることを回避している。

次に、通常電力モード及び低消費電力モードについて説明する。
図８は、通常電力モードや低消費電力モードに移行させる際の手順例について説明するシーケンス図である。

〔通常時〕
ステップＳ３０：本体ユニット１０は、センサアンプ３０に入力信号の送信を要求する（データ送信要求）。
ステップＳ３２：センサアンプ３０は、本体ユニット１０からのデータ送信要求に基づいて、本体ユニット１０に入力信号を送信する。データの転送は、第１無線通信部８５を用いて通信を行う。

〔低消費電力モード移行時〕
ステップＳ３４：本体ユニット１０にて、しばらく入力信号が不要な場合（例えば、砲撃音の計測の場合における砲撃と砲撃の間の時間帯。）、本体ユニット１０は、センサアンプ３０を通常電力モードから通常電力モードよりも消費電力を低下させた低消費電力モードに移行させると判断する。この場合、本体ユニット１０は、第２無線通信部８６を通じて、低消費電力モードに移行させる内容のスリープ命令（低消費電力モード移行命令）をセンサアンプ３０の副制御部７４に通知する（低消費電力モード移行命令通知手段）。

ステップＳ４０：スリープ命令を受信したセンサアンプ３０の副制御部７４は、自装置の主制御部７３及び第１無線通信部９１、もしくは第１無線通信部９１のみを稼働状態から停止状態に移行させる。

ここで、本実施形態では、２種類の低消費電力モードを採用している。１つ目のモードは、第１無線通信部９１を稼働状態から停止状態に移行させ、主制御部７３を動作させて計測状態を維持する（センサに計測を継続させる）モードである（半スリープモード；第１低消費電力モード）。２つ目のモードは、第１無線通信部９１だけでなく主制御部７３も稼働状態から停止状態に移行させて、主制御部７３を非計測状態に移行させる（センサでの計測を停止させる）モードである（完全スリープモード；第２低消費電力モード）。

２種類のモードの選択は、スリープ命令に含まれるモード選択情報によって行われ、センサアンプ３０は、第１低消費電力モードに対応するスリープ命令の通知を受けた場合は第１無線通信部９１を稼働状態から停止状態に移行させる。
また、センサアンプ３０は、第２低消費電力モードに対応するスリープ命令の通知を受けた場合は主制御部７３及び第１無線通信部９１を稼働状態から停止状態に移行させる。

いずれにしても、スリープ命令を受信した場合は、主制御部７３やセンサアンプ３０の第１無線通信部９１を低消費電力モードに移行させることができる（低消費電力モード移行手段）。ただし、副制御部７４及び第２無線通信部９２は、低消費電力で動作している。これにより、消費電力を大きく低減させることができる。

〔通常電力モード移行時〕
ステップＳ４２：本体ユニット１０は、センサアンプ３０を低消費電力モードから通常電力モードに移行させる場合、第２無線通信部８６を通じて通常電力モードに移行させる内容のウェイクアップ命令（通常電力モード移行命令）をセンサアンプ３０の副制御部７４に送信する（通常電力モード移行命令通知手段）。

ステップＳ４６：センサアンプ３０の副制御部７４は、ウェイクアップ命令を受信した場合、停止状態の主制御部７３及び停止状態の第１無線通信部９１について停止状態から稼働状態に移行させる（通常電力モード移行手段）。

これにより、センサアンプ３０の主制御部７３及び第１無線通信部９１を通常電力モードに移行させることができる。
なお、センサアンプ３０は、ウェイクアップ命令を受信しなくても、一定時間経過後（例えば数分後や数時間後）に、低消費電力モードから通常電力モードに移行することにしてもよい。

ステップＳ４８：センサアンプ３０は、低消費電力モードから通常電力モードに移行した旨の状態通知を行う。これにより、本体ユニット１０は、センサアンプ３０がデータ送信要求（ステップＳ３０参照）を受付可能な状態であることを認識することができる。
その後、本体ユニット１０は、上記ステップＳ３０及びステップＳ３２により入力信号（計測データ）を取得することができる。

ここで、物理量（例えば騒音や振動）の計測では，数分程度（３０分程度）に１回データを送信する等といったように、常時モニタリングしていなくてもよい場合がある。また、作業員が立ち入りできない、又は立ち入り困難なエリアにセンサアンプ３０を設置する場合もある。
このような場合、本実施形態では、対象とする計測の開始時間が到来したときに、本体ユニット１０からウェイクアップ命令を送信し、センサアンプ３０に計測を開始させることができるので、必要な場面でのみセンサアンプ３０を動作させて電力の消費を節約し、省電力化を図ることができる。

次に、負荷分散処理について説明する。
図９は、負荷分散処理の手順例について説明するシーケンス図である。負荷分散処理は、センサアンプ３０と本体ユニット１０とが協働して動作することにより、演算処理（例えばＦＦＴ）の負荷を分散させる処理である。特に図示はしていないが、センサアンプ３０には複数のセンサが接続されており、センサアンプ３０では多チャンネルでの計測となる。

ステップＳ５０：センサアンプ３０は、演算量判定処理を実行する。具体的には、センサアンプ３０は、演算量が規定値（チャンネル数（入力信号の本数））を超えるか否かを判定する。演算量判定処理は、予め定められた演算処理の取り決めに関する設定内容に基づいて実行される。設定内容は、本体ユニット１０側で管理される情報であり、負荷分散処理を実行する際には、本体ユニット１０からセンサアンプ３０に設定内容に関する情報が送信される。なお、設定内容に関する情報は、センサアンプ３０において管理していてもよい。
ここでは、センサアンプ３０は、チャンネル数が規定値を超える（例えば３チャンネル）と判断したものとする。

ステップＳ５２：所定以上のチャンネル数の場合、センサアンプ３０は、規定値（例えば２チャンネル）分の入力信号を、本体ユニット１０に送信する。ここで送信される入力信号は、いまだ演算処理が行われていないデータである（未演算）。具体的には、センサアンプ３０は、未演算の入力信号を第１無線通信部９１を通じて本体ユニット１０に送信する。

ステップＳ５４：センサアンプ３０は、自装置の演算処理部７２で演算処理を実行する（センサアンプ側演算処理手段）。ここで実行される演算処理は、規定値を超えた分（残りの１チャンネル分）の入力信号の演算処理である。
ステップＳ５６：同様に、本体ユニット１０は、自装置の演算処理部８２で演算処理を実行する（本体側演算処理手段）。具体的には、本体ユニット１０は、規定値分の入力信号を自装置の演算処理部８２で演算処理する。

ステップＳ５８：センサアンプ３０は、演算処理が終了した入力信号を、本体ユニット１０に送信する。ここで送信される入力信号は、すでに演算処理が実行されたデータである（演算済み）。具体的には、センサアンプ３０は、演算済みの入力信号を第１無線通信部９１を通じて本体ユニット１０に送信する。

このように、本体ユニット１０での演算量が膨大であり、本体ユニット１０で入力信号を処理しきれない場合には、センサアンプ３０でも演算処理を分担することができ、結果として、演算処理の分散化を図り、ハードウエア資源を有効に活用することができる。

次に、ネットワークトリガ処理について説明する。
図１０は、ネットワークトリガ処理の手順例について説明するシーケンス図である。
ここで、ネットワークトリガ処理を実行する場合、本体ユニット１０を複数台用意する。そして、複数の本体ユニット１０を所定のネットワーク（例えばネットワーク７０）を介して接続する。なお、ネットワークトリガ処理とは、ネットワーク上で発生させたトリガ（例えば、計測を開始させるための信号）に基づいて、そのネットワークに属する機器が動作を開始する処理である。
そして、複数の本体ユニット１０のうちいずれか１つの本体ユニットは、他の本体ユニットを管理する管理ユニットとなる。

図示の例では、３台の本体ユニット１０（１０Ａ〜１０Ｃ）を示しており、左側の本体ユニット１０Ａを管理ユニットとし、右側２つの本体ユニット１０Ｂ，１０Ｃを本体ユニット１０Ａに管理される通常ユニットとしている。
また、各本体ユニット１０には、それぞれセンサアンプ３０が無線により接続されている。特に図示はしていないが、センサアンプ３０には、各種センサが取り付けられている。

ステップＳ６０：本体ユニット１０Ａは、所定のネットワークを介して、本体ユニット１０Ｂ及び本体ユニット１０Ｃに物理量の計測を開始させる内容の計測開始命令を送信する（計測開始命令通知手段）。

ステップＳ６２：本体ユニット１０Ａは、計測開始命令を送信した場合、本体ユニット１０Ａに接続されているセンサアンプ３０に計測開始指示（制御信号）を送信し、物理量に関する計測を開始させる。

ステップＳ６４，Ｓ６６：本体ユニット１０Ｂ及び本体ユニット１０Ｃは、計測開始命令を受信した場合、本体ユニット１０Ｂ及び本体ユニット１０Ｃに接続されている計測ユニットに計測開始指示を送信し、本体ユニット１０Ｂ及び本体ユニット１０Ｃに接続されているセンサに物理量に関する計測を開始させる（計測実行手段）。

このため、本制御方式によれば、計測開始命令を利用することにより、管理ユニットとなる本体ユニット１０Ａからの情報に基づいて、残りの本体ユニット１０Ｂ，１０Ｃを連動して動作させることができ、遠隔地にある本体ユニット１０やセンサアンプ３０を効率よく制御することができる。

図１１は、１つの本体ユニット１０に複数のセンサアンプ３０が接続されている際の計測処理の手順例について説明するシーケンス図である。
図示の例では、１つの本体ユニット１０に、２つのセンサアンプ３０（３０Ａ，３０Ｂ）が接続されており、１つの本体ユニット１０が２つのセンサアンプ３０Ａ，３０Ｂを管理する。特に図示はしていないが、センサアンプ３０Ａ，３０Ｂには、各種センサが取り付けられている。

ステップＳ７０：本体ユニット１０は、センサアンプ３０Ａに物理量の計測を開始させる内容の計測開始命令を送信する（計測開始命令通知手段）。具体的には、本体ユニット１０は、第１無線通信部８５を通じてセンサアンプ３０Ａに計測開始命令を通知する。

ステップＳ７２：また本体ユニット１０は、これと同時にセンサアンプ３０Ｂに対しても、物理量の計測を開始させる内容の計測開始命令を送信する（計測開始命令通知手段）。具体的には、本体ユニット１０は、第１無線通信部８５を通じてセンサアンプ３０Ｂにも計測開始命令を通知する。

ステップＳ７４，Ｓ７６：センサアンプ３０Ａ及びセンサアンプ３０Ｂは、計測開始命令を受信した場合、センサアンプ３０Ａ及びセンサアンプ３０Ｂに接続されているセンサに物理量の計測を開始させる。

ステップＳ７８：物理量の計測が開始されると、センサアンプ３０Ａは入力信号を本体ユニット１０に送信する。
ステップＳ８０：またセンサアンプ３０Ｂも同様に、物理量の計測を開始すると、入力信号を本体ユニット１０に送信する。

このように、本処理手順によれば、計測開始命令を利用して、１台の本体ユニット１０に接続される複数のセンサアンプ３０Ａ，３０Ｂを連動して動作させることができ、離れた位置にある複数のセンサアンプ３０Ａ，３０Ｂに接続されるセンサに、同時に計測を開始させることができる。

ここで、本体ユニット１０は、２つのセンサアンプ３０Ａ，３０Ｂに対して同時期に計測開始命令を送信しているため、センサアンプ３０Ａ，３０Ｂから入力信号を受信する場合も同時期となることが想定される。このように、１つの本体ユニット１０に、複数のセンサアンプ３０を接続している場合、通信帯域が足りなくなることがあるため、その場合は以下の時分割通信処理を実行する。

図１２は、本体ユニット側時分割通信処理の手順例を示すフローチャートである。
ステップＳ１００：本体ユニット１０の制御部８１は、通信帯域確認処理を実行する。この処理は、本体ユニット１０に対して多くのセンサアンプ３０が接続される場合、全ユニットから同時に計測データを取得することができる通信帯域を確保できるか否かを確認する処理である。

ステップＳ１０２：そして、制御部８１は、時分割通信処理の実行条件を満たすか否かを確認する。具体的には先の通信帯域確認処理により所望の通信帯域が確保されているか否かを確認する。
その結果、時分割通信処理の実行条件を満たさないと判断した場合（Ｎｏ）、制御部８１は次にステップＳ１０４を実行し、時分割通信処理の実行条件を満たすと判断した場合（Ｙｅｓ）、制御部８１は次にステップＳ１０６を実行する。

ステップＳ１０４：制御部８１は、通常通信処理を実行する。この処理を実行する場合は、全ユニットから同時に計測データを取得することができる通信帯域が確保できている状況であるため、制御部８１は、それぞれのセンサアンプ３０から入力信号を受信する。

ステップＳ１０６：制御部８１は、時分割通信処理を実行する。この処理を実行する場合は、全ユニットから同時に計測データを取得することができる通信帯域を確保できていない状況であるため、制御部８１は、それぞれのセンサアンプ３０から時間分割で逐次、入力信号を受信する。時分割通信処理を実行する際には、制御部８１は、分割した時間に応じて各センサアンプ３０に対して入力信号の送信実行要求を送信したり、入力信号の送信停止要求を送信したりする。
なお、本体ユニット１０は、以上の処理（ステップＳ１００〜ステップＳ１０６）を繰り返し実行することにより、通常通信処理又は時分割送信処理のいずれかを選択することができる。

図１３は、センサアンプ側時分割通信処理の手順例を示すフローチャートである。
ステップＳ２００：センサアンプ３０の主制御部７３は、本体ユニット１０から送信実行要求を受信したか否かを確認する。
その結果、本体ユニット１０から送信実行要求を受信したと判断した場合（Ｙｅｓ）、主制御部７３は次にステップＳ２０２を実行し、本体ユニット１０から送信実行要求を受信していないと判断した場合（Ｎｏ）、主制御部７３はステップＳ２０２を実行しない。

ステップＳ２０２：主制御部７３は、入力信号送信実行処理を実行する。この処理により、センサアンプ３０から本体ユニット１０に入力信号が送信される。

ステップＳ２０４：主制御部７３は、本体ユニット１０から送信停止要求を受信したか否かを確認する。
その結果、本体ユニット１０から送信停止要求を受信したと判断した場合（Ｙｅｓ）、主制御部７３は次にステップＳ２０６を実行し、本体ユニット１０から送信停止要求を受信していないと判断した場合（Ｎｏ）、主制御部７３はステップＳ２０６を実行しない。

ステップＳ２０６：主制御部７３は、入力信号送信停止処理を実行する。この処理により、本体ユニット１０に対して入力信号を送信している場合は、入力信号の送信が停止される。
なお、センサアンプ３０は、以上の処理（ステップＳ２００〜ステップＳ２０６）を繰り返し実行することにより、時分割送信処理を実行することができる。

そして、このような時分割通信処理を実行することにより、複数のセンサアンプ３０から同時にデータを取得することができる通信帯域を確保することができない場合であっても、本体ユニット１０は、各センサアンプ３０から時間分割で、その都度計測データ（入力信号）を収集することができる。

〔計測シーンの例〕
次に、計測システム１００の好適な計測シーンについて説明する。

〔屋内多点計測、騒音又は振動の計測〕
図１４は、屋内多点計測、騒音又は振動の計測の様子を示す図である。
屋内多点計測は、例えばマンション等の集合住宅３００における騒音や振動等の計測である。屋内多点計測では、集合住宅３００の外部から建物内の騒音や振動を計測するとともに、複数の部屋での計測を同時に多点で計測する場合が多い。同じ階や近接階であれば、ケーブルを引き回して多点を同時に計測することができるが、それでも作業員の労力は相当なものとなる。しかも、離れた階の同時多点計測は、あきらめざるを得ず、それぞれの階ごとに計測する必要がある。

この点、本実施形態の計測システム１００を利用すれば、このような計測シーンであっても容易に同時計測が可能になる。図示の例では、本体ユニット１０を集合住宅３００の外部に配置し、騒音計４６を取り付けたセンサアンプ３０を集合住宅３００の２階と４階に配置している。そして、本体ユニット１０に対しては、センサアンプ３０から計測データが無線により送信されてくる。

このため、作業員は、本体ユニット１０を確認しながら、現場の状況をリアルタイムでモニタリングすることができる。しかも、現場でモニタリングをしながら、異常な騒音源を発見した場合、作業員は騒音計４６を取り付けたセンサアンプ３０を随時追加することができ、計測点を柔軟に増加させることができるので、騒音の原因となっていそうなポイントを逐次に追加計測することができる。

また図示の例では、車道４００の左側のビル４０２内や、車道４００の右側の建物４０４にも騒音計４６を取り付けたセンサアンプ３０を配置している。
さらに、車道４００の両脇には、騒音計４６のみならず振動レベル計４８を取り付けたセンサアンプ３０を配置している。このため、本計測例では、道路に面する地域の広範囲な計測が可能となる。

また、音響データの計測中に自動車が通過して信号の転送が途切れた場合でも、上述したリアルタイム転送やバッチ転送を実行することで、計測データの欠落を発生させずに、計測を完了させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）センサアンプ３０は、無線通信で送信する信号を自装置に記憶しているため、無線通信におけるデータの欠落に柔軟に対応することができる。
（２）本体ユニット１０、センサアンプ３０は、種類の異なる２つの無線通信部を状況によって使い分けることで、効率よく省電力化を実現することができる。

（３）本体ユニット１０において、入力信号を処理しきれない場合には、処理しきれない分の信号をセンサアンプ３０にて演算処理を補助することができるので、演算処理の分散化を図り、ハードウエア資源を有効に活用することができる。
（４）本体ユニット１０からの計測開始命令を利用して、複数のセンサアンプ３０Ａ，３０Ｂに接続されるセンサに計測を開始させることができるので、時刻の同期に関して統率のとれた計測を行うことができる。

本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。また、上述した計測シーン以外にも様々な計測シーンで本発明を適用することができる。

１０ 本体ユニット
３０ センサアンプ
１００ 計測システム

Claims (1)

1. 計測対象の物理量に応じたアナログ信号を出力するセンサが接続されたセンサアンプに内蔵され、無線通信機能を有する第１センサアンプ側通信手段と、
   前記センサアンプに内蔵され、前記第１センサアンプ側通信手段よりも消費電力が低い無線通信機能を有する第２センサアンプ側通信手段と、
   前記センサアンプと対になる本体ユニットに内蔵され、無線通信機能を有し、前記第１センサアンプ側通信手段と組みになって通信を行う第１本体側通信手段と、
   前記本体ユニットに内蔵され、前記第１本体側通信手段よりも消費電力が低い無線通信機能を有し、前記第２センサアンプ側通信手段と組みになって通信を行う第２本体側通信手段と、
   前記本体ユニットに内蔵され、前記センサアンプを通常電力モードから前記通常電力モードよりも消費電力を低下させた低消費電力モードに移行させる場合、前記第１本体側通信手段又は前記第２本体側通信手段を通じて前記低消費電力モードに移行させるための低消費電力モード移行命令を前記センサアンプに通知する低消費電力モード移行命令通知手段と、
   前記センサアンプに内蔵され、前記第１センサアンプ側通信手段又は前記第２センサアンプ側通信手段を通じて前記本体ユニットから前記低消費電力モード移行命令の通知を受けた場合、前記第１センサアンプ側通信手段を稼働状態から停止状態に移行させ、前記第２センサアンプ側通信手段の稼働状態を維持する低消費電力モード移行手段と、
   前記本体ユニットに内蔵され、前記センサアンプを前記低消費電力モードから前記通常電力モードに移行させる場合、前記第２本体側通信手段を通じて前記通常電力モードに移行させるための通常電力モード移行命令を前記センサアンプに通知する通常電力モード移行命令通知手段と、
   前記センサアンプに内蔵され、前記第２センサアンプ側通信手段を通じて前記本体ユニットから前記通常電力モード移行命令の通知を受けた場合、前記第１センサアンプ側通信手段を前記停止状態から前記稼働状態に移行させる通常電力モード移行手段とを備え、
   前記低消費電力モードは、
   第１低消費電力モード及び前記第１低消費電力モードよりも消費電力が低い第２低消費電力モードを含み、
   前記センサアンプは、
   前記センサの計測状態を制御する主制御手段及び前記主制御手段よりも消費電力が低い副制御手段を備え、
   前記低消費電力モード移行命令通知手段は、
   前記センサアンプに物理量の計測を継続させつつ通信を停止させる場合は前記第１低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令を前記センサアンプに通知し、前記センサアンプに物理量の計測を停止させつつ通信を停止させる場合は前記第２低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令を前記センサアンプに通知し、
   前記低消費電力モード移行手段は、
   前記第１低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令の通知を受けた場合は前記第１センサアンプ側通信手段を稼働状態から停止状態に移行させ、前記第２低消費電力モードに対応する低消費電力モード移行命令の通知を受けた場合は前記主制御手段及び前記第１センサアンプ側通信手段を前記稼働状態から前記停止状態に移行させることを特徴とする計測システム。

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