JP6492436B2 - センサ装置及びモニタリング方法 - Google Patents

Description

本発明は、センサ装置及びモニタリング方法に関する。

例えば橋梁、トンネルなどのインフラストラクチャ（以下、「インフラ」とも言う）は、例えば数十年単位の長い期間使用されるので、安全性を確保するために保守管理を必要とする。従来、これらのインフラの保守管理は、管理者が例えば定期的に所定箇所を点検することで実施されている。しかし、管理者による目視などの点検作業には、手間と時間がかかると共に、部位によっては目視などの点検作業を行えない場合や、インフラの使用を一時停止しないと点検作業を行えない場合もある。

そこで、インフラに温度、湿度、歪み、加速度などの環境情報を検出する複数のセンサ装置を設置し、各センサ装置から常に出力される検出信号に基づき保守管理を行うことが提案されている。この場合、１つのセンサ装置から出力される検出信号から異常が検出されると、管理者は当該センサ装置が設置されている箇所の点検、修理、交換などの作業を行い、インフラの使用期間中の安全性を確保することができる。また、センサ装置から出力される検出信号に基づき点検作業を行うことで、点検作業の手間と時間を減らすことができる。

なお、センサ装置は、例えばビルまたは工場内の環境情報を検出するのに使用されたり、エンジンやモータ内の環境情報を検出するのにも使用されている。

センサ装置が、インフラの如き、一度設置されると修理または交換が難しい、或いは、修理または交換に高い費用を要する対象物に設置された場合、センサ装置をできるだけ長期間、高い信頼度を保った状態で使用することが望ましい。

センサ装置は、例えば温度などを検出するセンサと、センサからの検出信号を処理して外部へ出力する制御回路などを有する。センサ装置を例えば１０年以上の長期間使用する場合、センサの機能が１０年以上正常に維持されている、即ち、センサの寿命が１０年以上である必要がある。しかし、一般的に、センサの諸元では、例えば故障率がＸ％などといった信頼度が定量化されているにすぎず、屋外を含む多種多様な環境下での使用におけるセンサの寿命は明確に定義されていない。また、センサ装置が有する電子部品への通電に伴うエレクトロマイグレーション、電子部品の経時劣化などにより、個々のセンサ装置の寿命にはバラツキがある。このように、センサ装置の寿命は、使用される環境や、個々のセンサ装置によって異なるため、センサ装置の寿命を正確に予測することは難しい。

また、高い信頼度を保つためにセンサ装置の寿命を短めに予測した場合、例えば寿命が２〜３年であるとセンサ装置を比較的頻繁に交換する必要が生じ、点検作業にかかる手間と時間が増大してしまい、インフラなどにセンサ装置を用いるメリットが薄れてしまう。一方、センサ装置の寿命を長めに予測した場合、センサ装置が予測した寿命に達する前に故障してしまう可能性があり、この場合、故障したセンサ装置を交換するまでは環境情報を検出できないため、インフラの安全性の確保が難しくなってしまう。

特開平４−１２３１４１号公報 特開平４−１９０４２８号公報 特開平６−１４９３４８号公報

従来、長期間、センサ装置の機能を正常に維持することは難しい。

そこで、１つの側面では、長期間、機能を正常に維持可能なセンサ装置及びモニタリング方法を提供することを目的とする。

１つの案によれば、基板と、前記基板上に設けられ、同じ種類の環境情報を検出する複数のセンサと、前記複数のセンサと接続された制御回路とを備え、前記制御回路は、一度に１つのセンサのみが稼働され、稼働中の前記１つのセンサ以外のセンサは休眠状態に制御されるように、前記複数のセンサを切り替えて稼働させるセンサ装置が提供される。

一態様によれば、長期間、センサ装置の機能を正常に維持することができる。

第１実施例におけるセンサ装置の一例を示すブロック図である。 第２実施例におけるセンサ装置の一例を示すブロック図である。 第３実施例におけるセンサ装置の一例を示すブロック図である。 センサ装置の処理の一例を説明するフローチャートである。 補正処理の一例を説明するフローチャートである。 計測処理の一例を説明するフローチャートである。 異常検出時のセンサ装置の計測処理の一例を説明するフローチャートである。 モニタリングシステムの一例を示すブロック図である。 モニタリング処理の一例を説明するフローチャートである。

開示のセンサ装置及びモニタリング方法では、複数のセンサと接続された制御回路が、複数のセンサを切り替えて稼働させる。

以下に、開示のセンサ装置及びモニタリング方法の各実施例を図面と共に説明する。

図１は、第１実施例におけるセンサ装置の一例を示すブロック図である。図１に示すセンサ装置１１−１は、プリント基板１２上に設けられた複数のセンサ１３−１〜１３−Ｎ（Ｎは２以上の自然数）と、複数の制御回路１４−１〜１４−Ｍ（Ｍは１以上の自然数）と、切替回路１５を有する。この例では、Ｎ＝４であり、Ｍ＝２であり、Ｎ＞Ｍであるが、Ｎの値は２以上であれば特に限定されず、Ｍの値は１以上であれば特に限定されない。特に図示はしないが、Ｎ＜Ｍであっても良く、後述するように、Ｎ，Ｍの値は夫々の電子部品の故障率などに基づいて設定しても良い。

各センサ１３−１〜１３−Ｎは、センサ装置１１−１が設置された環境に関する環境状態を検出する周知の構成を有し、検出する環境状態は特に限定されない。環境状態は、センサ装置１１−１が設置された対象物の環境の状態、対象物自体の状態などを含む。各センサ１３−１〜１３−Ｎは、例えば温度、湿度、歪み、加速度などを検出する。センサ装置１１−１が温度を検出する構成を有する場合、センサ１３−１〜１３−Ｎは全て温度センサである。これに対し、センサ装置１１−１が複数の環境情報を検出する構成を有する場合、センサ１３−１〜１３−Ｎは、複数のセンサグループを形成し、各センサグループは、同一種類のセンサで形成される。例えばセンサ装置１１−１が温度及び湿度を検出する構成を有する場合、センサ１３−１〜１３−Ｎは第１及び第２のセンサグループを形成し、第１のセンサグループは複数の温度センサで形成され、第２のセンサグループは複数の湿度センサで形成される。以下の説明では便宜上、センサ１３−１〜１３−Ｎは全て同一種類のセンサであるものとする。

制御回路１４−１〜１４−Ｍは、切替回路１５を介してセンサ１３−１〜１３−Ｎと接続されている。制御回路１４−１〜１４−Ｍのうち１つの制御回路１４−ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）は、切替回路１５によりセンサ１３−１〜１３−Ｎを切り替えて１つのセンサ１３−ｊ（ｊ＝１〜Ｎ）のみを稼働させ、稼働中の（即ち、稼働状態にある）センサ１３−ｊ以外のセンサを休眠状態に制御する。制御回路１４−ｉは、一定時間毎に稼働させるセンサを切り替えても、或いは、後述するように稼働中のセンサからの検出信号から当該センサの異常を検出すると、稼働中のセンサを停止して休眠状態の他のセンサを稼働させる。各制御回路１４−１〜１４−Ｍは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、メモリなどを含んでも良い。説明の便宜上、図１では、制御回路１４−１についてのみ、ＣＰＵ１４１及びメモリ１４２を含む構成を示す。稼働状態は、アクティブ（Active）状態とも呼ばれることがあり、休眠状態は、スリープ（Sleep）状態とも呼ばれることがある。また、休眠状態のセンサを稼働させることは、ウェイクアップ（Wakeup）と呼ばれることがある。各制御回路１４−１〜１４−Ｍのメモリ１４２は、例えば各センサ１３−１〜１３−Ｎが稼働状態にあるか、或いは、休眠状態にあるかを表すフラグを保持しても良い。

センサ１３−１〜１３−Ｎを切り替えて稼働させることで、センサを１つしか有さないセンサ装置と比較すると、センサ装置１１−１の寿命を長くすることができる。また、検出信号から異常が検出されたセンサを停止して代わりに休眠状態にあるセンサを稼働させることで、１つのセンサが故障しても他のセンサに切り替えることでセンサ装置１１−１の機能を正常に維持することができ、センサ装置１１−１の寿命を長くすることができ、信頼性も向上する。センサ１３−１〜１３−Ｎを切り替えて稼働させる順序は、特に限定されないが、各センサ１３−１〜１３−Ｎの稼働時間が平均化されることが好ましい。センサ１３−１〜１３−Ｎを切り替えて稼働させる順序は、１つの固定順序であっても、順次選択される複数の固定順序であっても、ランダムな順序であっても良い。各制御回路１４−１〜１４−Ｍのメモリ１４２は、例えばセンサ１３−１〜１３−Ｎを切り替えて稼働させる順序及びタイミングを保持しても良い。

また、センサ１３−１〜１３−Ｎの制御を、一定時間毎に１つの制御回路から他の制御回路に切り替えても良い。例えばＭ＝２の場合、センサ１３−１〜１３−Ｎの制御を、一定時間毎に１つの制御回路１４−１と他の制御回路１４−２との間で切り替えても良い。さらにこの場合、後述するように制御回路１４−１が自己の異常を検出すると、複数のセンサ１３−１〜１３−Ｎの制御を制御回路１４−２に切り替えても良い。制御回路１４−１は、周知の方法で自己の異常を検出可能であり、自己の異常を検出する方法は特に限定されない。制御回路１４−１は、例えばＣＰＵの周知の自己診断処理により自己の異常を検出しても良い。

センサ１３−１〜１３−Ｎの制御を司る制御回路を、複数の制御回路１４−１〜１４−Ｍ間で切り替えることで、常に同じ制御回路を用いる場合と比較すると、各制御回路１４−１〜１４−Ｍの寿命を長くすることができるので、その分センサ装置１１−１の寿命を長くすることができ、信頼性も向上する。また、センサ１３−１〜１３−Ｎの制御を司る制御回路１４−１〜１４−Ｍから異常が検出された制御回路を除外することで、センサ装置１１−１の機能を正常に維持することができ、センサ装置１１−１の寿命を長くすることができ、信頼性も向上する。制御回路１４−１〜１４−Ｍを切り替えて稼働させる順序は、特に限定されないが、各制御回路１４−１〜１４−Ｍの稼働時間が平均化されることが好ましい。制御回路１４−１〜１４−Ｍを切り替えて稼働させる順序は、１つの固定順序であっても、順次選択される複数の固定順序であっても、ランダムな順序であっても良い。各制御回路１４−１〜１４−Ｍのメモリ１４２は、制御回路１４−１〜１４−Ｍを切り替えて稼働させる順序及びタイミングを保持しても良い。

制御回路１４−１〜１４−Ｍは、外部との通信を行う複数の通信回路を含んでも良い。この場合、例えば制御回路１４−１が稼働中の自己の通信回路の異常を検出すると、稼働中の通信回路を停止して休眠状態の他の制御回路１４−２の他の通信回路を稼働させても良い。制御回路１４−１が稼働中の事故の通信回路の異常を検出する方法は、特に限定されない。通信回路は、センサ装置１１−１と外部との間の通信を有線または無線で行う周知の構成を有し、有線通信を行うためのポートを備えていても、無線通信を行うためのアンテナを備えていても良い。なお、各通信回路は、後述する第２及び第３実施例のように、制御回路１４−１〜１４−Ｍとは別に設けられていても良い。

制御回路１４−ｉは、センサ１３−１〜１３−Ｎを同時に稼働してセンサ１３−１〜１３−Ｎからの検出信号の平均値に基づいた補正値を算出して制御回路１４−ｉのメモリ１４２に保持し、各センサ１３−１〜１３−Ｎの検出信号をメモリ１４２に保持された補正値に基づき補正しても良い。この場合、製造バラツキなどに起因する各センサ１３−１〜１３−Ｎに固有の出力特性のバラツキを補正し、各センサ１３−１〜１３−Ｎの検出信号の精度を向上することができ、センサ装置１１−１の信頼性が向上する。なお、補正値の算出は、任意の時点で行えば良く、例えば一定期間毎に行っても良い。各制御回路１４−１〜１４−Ｍのメモリ１４２は、補正値を算出するタイミングを保持しても良い。

制御回路１４−１〜１４−Ｍが切替回路１５の機能を含む場合には、後述する第２及び第３実施例のように、切替回路１５はセンサ１３−１〜１３−Ｎと制御回路１４−１〜１４−Ｍを接続するバスなどのパスで代替可能である。

なお、センサ１３−１〜１３−Ｎが複数のセンサグループを形成し、各センサグループが同一種類のセンサで形成されている場合には、制御回路１４−ｉは、異なるセンサグループの異なる種類のセンサを同時に切り替えて稼働させる。例えば、、センサ１３−１〜１３−Ｎが第１及び第２のセンサグループを形成する場合、制御回路１４−ｉは、切替回路１５によりセンサ１３−１〜１３−Ｎを切り替えて第１のセンサグループ内の１つのセンサと、第２のセンサグループ内の１つのセンサのみを稼働させ、稼働中の２つのセンサ以外のセンサを休眠状態に制御すれば良い。

センサ装置１１−１は、複数のセンサ１３−１〜１３−Ｎ及び複数の制御回路１４−１〜１４−Ｍを有するが、上記補正値の算出時を除き、同時に稼働状態となるのは１つのセンサ及び１つの制御回路だけであり、他のセンサ及び他の制御回路は休眠状態にあるため、センサ装置１１−１の消費電力は単一のセンサ及び単一の制御回路を備えた従来のセンサ装置と比較しても増大することはない。

異常が検出されたセンサまたは制御回路に対しては、異常が検出されたことを表す異常フラグをメモリに保持しても良い。この場合、メモリに異常フラグが保持されているセンサまたは制御回路が稼働されるタイミングが到来しても、異常フラグが保持されているセンサまたは制御回路の稼働はスキップすれば良い。また、休眠状態のセンサまたは制御回路の消費電力はゼロではないので、無駄な消費電力を抑えるために、メモリに異常フラグが保持されているセンサまたは制御回路は、休眠状態ではなく稼働不能な停止状態に制御されることが好ましい。

図２は、第２実施例におけるセンサ装置の一例を示すブロック図である。図２中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図２に示すセンサ装置１１−２では、通信回路１６−１〜１６−Ｎが制御回路１４−１〜１４−Ｎとは別に設けられている。また、センサ１３−１〜１３−Ｎの数Ｎ、制御回路１４−１〜１４−Ｎの数Ｎ、及び通信回路１６−１〜１６−Ｎの数Ｎが同じであり、図１においてＮ＝Ｍの場合に相当する。この例では、上記第１実施例より制御回路１４−１〜１４−Ｎの数Ｎが多い分、センサ装置１１−２の寿命を長くすることができ、信頼性も向上する。

制御回路１４−１は、対応するセンサ１３−１及び対応する通信回路１６−１の稼働及び休眠状態を制御する。制御回路１４−２は、対応するセンサ１３−２及び対応する通信回路１６−２の稼働及び休眠状態を制御する。同様にして、制御回路１４−Ｎは、対応するセンサ１３−Ｎ及び対応する通信回路１６−Ｎの稼働及び休眠状態を制御する。

例えば制御回路１４−１が稼働中の通信回路１６−１の異常を検出すると、稼働中の通信回路１６−１を停止して休眠状態の他の通信回路、例えば通信回路１６−２を稼働させても良い。通信回路１６−１〜１６−Ｎは、センサ装置１１−１と外部との間の通信を有線または無線で行う周知の構成を有し、有線通信を行うためのポートを備えていても、無線通信を行うためのアンテナを備えていても良い。

図３は、第３実施例におけるセンサ装置の一例を示すブロック図である。図３中、図２と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図３に示すセンサ装置１１−３では、通信回路１６−１〜１６−Ｍが制御回路１４−１〜１４−Ｍとは別に設けられている。また、制御回路１４−１〜１４−Ｍの数Ｍと通信回路１６−１〜１６−Ｍの数Ｍは同じであるが、センサ１３−１〜１３−Ｎの数Ｎとは異なり、Ｎ＞Ｍである。このため、上記第２実施例の場合と比較すると、センサ装置１１−３のコストを低く抑えることができる。

例えばＮ＝４でＭ＝２の場合、制御回路１４−１は、対応するセンサ１３−１，１３−２及び対応する通信回路１６−１の稼働及び休眠状態を制御する。また、制御回路１４−２は、対応するセンサ１３−３，１３−４及び対応する通信回路１６−２の稼働及び休眠状態を制御する。センサ１３−１〜１３−Ｎが複数のセンサグループを形成し、各センサグループが同一種類のセンサで形成される場合、各制御回路１４−１〜１４−Ｍは対応するセンサグループのセンサの稼働及び休眠状態を制御しても良い。例えばＮ＝４でＭ＝２の場合、制御回路１４−１は、例えば対応する温度センサグループのセンサ１３−１，１３−２及び対応する通信回路１６−１の稼働及び休眠状態を制御し、制御回路１４−２は、例えば対応する湿度センサグループのセンサ１３−３，１３−４及び対応する通信回路１６−２の稼働及び休眠状態を制御する。

センサ１３−１〜１３−Ｎの数Ｎ、制御回路１４−１〜１４−Ｍの数Ｍ、及び通信回路１６−１〜１６−Ｍの数Ｍは、夫々の故障率に基づいて設定することが好ましい。一般的に、出荷時の電子部品は、寿命ではなく故障率（または、平均故障率）という指標に応じて良品或いは不良品として判定されるが、良品として出荷されても比較的短期間で故障することもあり得る。そこで、センサ、制御回路、及び通信回路のうち、故障率の高い電子部品の冗長性は高く設定し、故障率の低い電子部品の冗長性は低く設定することが好ましい。上記第１及び第３実施例は、センサの冗長性が制御回路及び通信回路の冗長性より高く設定されている例であり、上記第２実施例では、センサ、制御回路、及び通信回路の冗長性が同じに設定されている例である。

なお、図１乃至図３では、センサ装置１１−１〜１１−３の電源の図示を省略しているが、例えばプリント基板１２上でセンサ装置１１−１〜１１−３の各部へ電源電圧を供給する電池を設けたり、二次電池などの外部電源からセンサ装置１１−１〜１１−３の各部へ電源電圧を供給しても良い。また、センサ装置１１−１〜１１−３に対して電池と外部電源の両方を設けても良い。

図４は、センサ装置の処理の一例を説明するフローチャートである。図４に示す処理は、上記の各センサ装置１１−１〜１１−３の稼働中の制御回路（または、ＣＰＵ）により実行可能である。

図４に示すステップＳ１では、ＣＰＵがセンサ装置の初期設定を行う。初期設定では、例えばセンサ１３−１〜１３−Ｎを切り替えて稼働させる順序及びタイミング、制御回路１４−１〜１４−Ｍを切り替えて稼働させる順序及びタイミング、補正値を算出する（後述する補正処理を実行する）タイミングなどが、稼働中の制御回路のメモリから読み出されてＣＰＵに設定される。

ステップＳ２では、ＣＰＵが初期設定で設定されたタイミングでセンサ装置の補正処理を行う。この補正処理を実行するＣＰＵ（または、制御回路）は、初期設定で設定された順序及びタイミングで切り替えられる。

図５は、補正処理の一例を説明するフローチャートである。図５において、ステップＳ２１では、ＣＰＵが全てのセンサ１３−１〜１３−Ｎに例えば稼働信号（または、ウェイクアップ信号）を供給して稼働状態にする。ステップＳ２２では、ＣＰＵが各センサ１３−１〜１３−Ｎで計測した環境情報に関する検出信号を受信して検出信号の値をメモリに保持する。ステップＳ２３では、ＣＰＵがメモリに保持されている全てのセンサ１３−１〜１３−Ｎの検出信号の値の平均値を算出し、平均値と各センサ１３−１〜１３−Ｎからの検出信号の値との差に応じた補正値をセンサの数Ｎだけ算出する。ステップＳ２４では、ＣＰＵが算出した各センサ１３−１〜１３−Ｎの補正値をメモリに保持し、処理は図４のステップＳ３へ進む。

図４において、ステップＳ３では、ＣＰＵが初期設定で設定された順序及びタイミングでセンサを稼働してセンサ装置の計測処理を行う。この計測処理を実行するＣＰＵ（または、制御回路）は、初期設定で設定された順序及びタイミングで切り替えられる。

図６は、計測処理の一例を説明するフローチャートである。図６において、ステップＳ３１では、ＣＰＵが初期設定で設定された順序及びタイミングに応じて、１つのセンサ１３−ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に例えば稼働信号（または、ウェイクアップ信号）を供給して稼働状態にすると共に、センサ１３−ｎが稼働状態にあることを表すフラグをメモリに保持する。この状態で、センサ１３−ｎ以外のセンサは休眠状態にあり、センサ１３−ｎ以外のセンサが休眠状態にあることを表すフラグもメモリに保持される。この例では、センサ１３−１〜１３−Ｎは、稼働信号を供給された時に稼働され、稼働信号を供給されない時には休眠状態にあるが、稼働するセンサには稼働信号を供給すると共に、稼働しないセンサには休眠信号（または、スリープ信号）を供給するようにしても良い。また、センサの稼働状態または休眠状態を表すフラグは、単一のフラグがセットまたはリセット（例えば、「１」にセット、または、「０」にリセット）されることでセンサの稼働状態または休眠状態を表しても良い。

ステップＳ３２では、ＣＰＵが稼働状態のセンサ１３−ｎからの検出信号を受信してメモリに保持する。ステップＳ３３では、ＣＰＵが初期設定で設定された順序及びタイミングに応じて、稼働状態のセンサ１３−ｎが休眠状態に制御されるタイミングであるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３２へ戻る。

ステップＳ３３の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ３４では、ＣＰＵが初期設定で設定された順序及びタイミングに応じて、次に稼働するべき１つの例えばセンサ１３−ｎ＋１に例えば稼働信号を供給して稼働状態にする。ステップＳ３５では、ＣＰＵが稼働状態のセンサ１３−ｎ＋１からの検出信号を受信したか否かに応じて、次に稼働するべきセンサ１３−ｎ＋１が稼働状態にあるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３４へ戻る。

一方、ステップＳ３５の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ３６では、ＣＰＵがセンサ１３−ｎ＋１が稼働状態にあることを表すフラグをメモリに保持し、稼働状態のセンサ１３−ｎ＋１からの検出信号を受信してメモリに保持し、センサ１３−ｎが休眠状態にあることを表すフラグをメモリに保持する。この状態では、センサ１３−ｎ＋１以外のセンサ（センサ１３−ｎを含む）は休眠状態にあり、センサ１３−ｎ＋１以外のセンサが休眠状態にあることを表すフラグもメモリに保持される。

ステップＳ３７では、ＣＰＵが初期設定で設定された順序及びタイミングに応じて、次に稼働するべきセンサがあるか否かを判定する。ステップＳ３７の判定結果がＹＥＳであると、処理はステップＳ３４へ戻る。一方、ステップＳ３７の判定結果がＮＯであると、処理は図４へ戻ってセンサ装置の処理は終了する。

図７は、異常検出時のセンサ装置の計測処理の一例を説明するフローチャートである。図７に示す計測処理は、上記の各センサ装置１１−１〜１１−３の稼働中の制御回路（または、ＣＰＵ）により実行可能であり、例えば図４のステップＳ３において、図６に示す計測処理の代わりに実行される。図７中、図６と同一ステップには同一符号を付し、その説明は省略する。

図７に示すステップＳ３１，Ｓ３２が行われることで、ＣＰＵが初期設定で設定された順序及びタイミングに応じて、１つのセンサ１３−ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に例えば稼働信号を供給して稼働状態にし、センサ１３−ｎが稼働状態にあることを表すフラグをメモリに保持し、稼働状態のセンサ１３−ｎからの検出信号を受信してメモリに保持する。ステップＳ４１では、ＣＰＵが検出信号の値が異常値であるか否かを判定する。センサ１３−１〜１３−Ｎの種類や特性は予めわかっているので、センサが正常動作している時の検出信号の値は例えば閾値以下であることが予測可能である。そこで、この例では、検出信号の値がメモリに保持されている閾値を超えると、故障などにより異常値となっていると判定される。なお、異常値の判定は、このような判定方法に限定されるものではなく、様々な周知の判定方法を採用可能である。例えば、外気に触れる温度センサの場合、検出信号の値が一定期間（例えば、１２時間）を超えて変化しない場合には、異常値となっていることを判定可能である。また、検出信号の値が所定範囲を超えた場合に、異常値となっていることを判定しても良い。ステップＳ４１の判定結果がＮＯであると、ステップＳ４２では、ＣＰＵの処理が図４のステップＳ３の処理へ戻る。

一方、ステップＳ４１の判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ４３では、ＣＰＵがセンサ１３−ｎに対する異常フラグをメモリに保持し、センサ１３−ｎ以外の全てのセンサに稼働信号を供給して稼働状態にする。ステップＳ４４では、ＣＰＵがセンサ１３−ｎ以外の全ての稼働状態のセンサからの検出信号を受信してメモリに保持する。

ステップＳ４５では、ＣＰＵがステップＳ４４で取得した各センサからの検出信号の値を上記閾値と比較する。ステップＳ４６では、ＣＰＵが検出信号の値が上記閾値を超えているセンサがあるか否かを判定し、判定結果がＹＥＳであると、ステップＳ４７では、ＣＰＵが検出信号の値が異常値となっている各センサに対する異常フラグをメモリに保持する。ステップＳ４８では、ＣＰＵが検出信号の値が異常値となっていない、即ち、メモリに異常フラグが保持されていない１つのセンサに稼働信号を供給すると共に、他のセンサには休眠信号を供給し、処理は図４のステップＳ３の処理へ戻る。この場合にＣＰＵが稼働信号を供給する１つのセンサは、初期設定で設定された順序及びタイミングに応じて選定可能である。なお、ＣＰＵは、メモリに異常フラグが保持されているセンサに対しては、センサを休止状態に制御する休止信号を供給するようにしても良い。

ステップＳ４６の判定結果がＮＯであると、ステップＳ４９では、ＣＰＵが初期設定で設定された順序及びタイミングに応じて、メモリに異常フラグが保持されていない１つのセンサに稼働信号を供給し、ステップＳ５０では、ＣＰＵが他のセンサには休眠信号を供給する。ステップＳ５０の後、ＣＰＵの処理が図４のステップＳ３の処理へ戻る。なお、ＣＰＵは、メモリに異常フラグが保持されているセンサに対しては、センサを休止状態に制御する休止信号を供給するようにしても良い。異常値を表す異常フラグは、単一のフラグがセットまたはリセット（例えば、「１」にセット、または、「０」にリセット）されることでセンサの異常状態または正常状態を表しても良い。

図８は、モニタリングシステムの一例を示すブロック図である。図８に示すモニタリングシステム５１は、複数のセンサ装置５２−１〜５２−Ｌ（Ｌは２以上の自然数）と、外部装置の一例であるコンピュータ５３を有する。各センサ装置５２−１〜５２−Ｌは、上記第１乃至第３実施例におけるセンサ装置１１−１〜１１−３のいずれかで形成可能である。センサ装置５２−１〜５２−Ｌは、有線または無線の通信路５４を介してコンピュータ５３と通信可能である。

各センサ装置５２−１〜５２−Ｌでは、制御回路が複数のセンサを切り替えて稼働させる。コンピュータ５３では、各センサ装置５２−１〜５２−Ｌの稼働されたセンサからの検出信号に基づいて各センサ装置５２−１〜５２−Ｌが設置された環境を検知する。つまり、コンピュータ５３は、各センサ装置５２−１〜５２−Ｌからの検出信号の値を解析することで、例えばセンサ装置５２−１〜５２−Ｌが設置された対象物の各部の状態（即ち、環境）を検知することができる。この場合、センサ装置５２−１〜５２−Ｌが有する複数のセンサは、全て同じ種類のセンサ（例えば、温度センサ）である場合に限定されない。

図９は、図８に示すモニタリングシステム５１のモニタリング処理の一例を説明するフローチャートである。図９において、ステップＳ５１１では、コンピュータ５３が複数のセンサ装置５２−１〜５２−Ｌのうち、１つのセンサ装置からの検出信号を受信する。ステップ５１２では、コンピュータ５３が、複数のセンサ装置５２−１〜５２−Ｌのうち、次に検出信号を受信するべきセンサ装置があるか否かを判定し、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ５１１へ戻る。ステップＳ５１２の判定結果がＮＯであると、ステップＳ５１３では、コンピュータ５３が各センサ装置５２−１〜５２−Ｌからの検出信号の値を解析して、例えばセンサ装置５２−１〜５２−Ｌが設置された対象物の各部の状態（即ち、環境）を検知する。ステップＳ５１４では、コンピュータ５３がステップＳ５１３の解析処理を継続するか否かを判定し、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ５１１へ戻る。解析処理を継続するか否かは、例えばオペレータがコンピュータ５３に入力する指示に基づいて判定しても、デフォルトに基づいて判定しても良い。ステップＳ５１４の判定結果がＮＯであると、ステップＳ５１５では、コンピュータ５３が解析処理の結果を出力し、処理は終了する。解析処理の結果は、例えばコンピュータ５３の表示装置（図示せず）に表示しても良い。

上記の各実施例によれば、長期間、センサ装置の機能を正常に維持することができる。つまり、センサ装置の寿命を実質的に長くすることができる。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
複数のセンサと、
前記複数のセンサと接続された第１の制御回路とを備え、
前記第１の制御回路は、前記複数のセンサを切り替えて稼働させることを特徴とする、センサ装置。
（付記２）
前記第１の制御回路は、一定時間毎に稼働させるセンサを切り替えることを特徴とする、付記１記載のセンサ装置。
（付記３）
前記第１の制御回路は、稼働中のセンサからの検出信号から当該センサの異常を検出すると、前記稼働中のセンサを停止して休眠状態の他のセンサを稼働させることを特徴とする、付記１記載のセンサ装置。
（付記４）
前記第１の制御回路は、前記稼働中のセンサ以外のセンサを休眠状態に制御することを特徴とする、付記１乃至３のいずれか１項記載のセンサ装置。
（付記５）
第２の制御回路を更に備え、
前記複数のセンサの制御を一定時間毎に前記第１の制御回路と前記第２の制御回路との間で切り替えることを特徴とする、付記１乃至４のいずれか１項記載のセンサ装置。
（付記６）
第２の制御回路を更に備え、
前記第１の制御回路が前記第１の制御回路の異常を検出すると、前記複数のセンサの制御を前記第２の制御回路に切り替えることを特徴とする、付記１乃至４のいずれか１項記載のセンサ装置。
（付記７）
外部との通信を行う複数の通信回路を更に備え、
前記第１の制御回路は、稼働中の通信回路の異常を検出すると、前記稼働中の通信回路を停止して休眠状態の他の通信回路を稼働させることを特徴とする、付記１乃至６のいずれか１項記載のセンサ装置。
（付記８）
前記第１の制御回路は、前記複数のセンサを同時に稼働して前記複数のセンサからの検出信号の平均値に基づいた補正値を算出し、各センサの検出信号を前記補正値に基づき補正することを特徴とする、付記１乃至７のいずれか１項記載のセンサ装置。
（付記９）
前記複数のセンサは、複数のセンサグループを形成し、
各センサグループは、同一種類のセンサで形成され、
前記第１の制御回路は、異なるセンサグループの異なる種類のセンサを同時に切り替えて稼働させることを特徴とする、付記１乃至８のいずれか１項記載のセンサ装置。
（付記１０）
センサ装置において、制御回路が複数のセンサを切り替えて稼働させ、
外部装置において、稼働されたセンサからの検出信号に基づいて前記センサ装置が設置された環境を検知することを特徴とする、モニタリング方法。
（付記１１）
前記制御回路が、一定時間毎に稼働させるセンサを切り替えることを特徴とする、付記１０記載のモニタリング方法。
（付記１２）
前記制御回路が、稼働中のセンサからの検出信号から当該センサの異常を検出すると、前記稼働中のセンサを停止して休眠状態の他のセンサを稼働させることを特徴とする、付記１０記載のモニタリング方法。
（付記１３）
前記制御回路が、前記稼働中のセンサ以外のセンサを休眠状態に制御することを特徴とする、付記１０乃至１２のいずれか１項記載のモニタリング方法。
（付記１４）
前記複数のセンサの制御を一定時間毎に、前記制御回路と、前記センサ装置が備える他の制御回路との間で切り替えることを特徴とする、付記１０乃至１３のいずれか１項記載のモニタリング方法。
（付記１５）
前記制御回路が、前記制御回路の異常を検出すると、前記複数のセンサの制御を前記制御回路と前記センサ装置が備える他の制御回路との間で切り替えることを特徴とする、付記１０乃至１３のいずれか１項記載のモニタリング方法。
（付記１６）
前記制御回路が、前記センサ装置が備える、外部との通信を行う複数の通信回路のうち、稼働中の通信回路の異常を検出すると、前記稼働中の通信回路を停止して休眠状態の他の通信回路を稼働させることを特徴とする、付記１０乃至１５のいずれか１項記載のモニタリング方法。
（付記１７）
前記制御回路が、前記複数のセンサを同時に稼働して前記複数のセンサからの検出信号の平均値に基づいた補正値を算出し、
前記制御回路が、各センサの検出信号を前記補正値に基づき補正することを特徴とする、付記１０乃至１６のいずれか１項記載のモニタリング方法。
（付記１８）
前記外部装置が、複数のセンサ装置の稼働されたセンサからの検出信号を受信し、
前記外部装置が、受信した検出信号に基づいて前記複数のセンサ装置が設置された環境を検知することを特徴とする、付記１０乃至１７のいずれか１項記載のモニタリング方法。
（付記１９）
前記複数のセンサは、複数のセンサグループを形成し、
各センサグループは、同一種類のセンサで形成され、
前記制御回路が、異なるセンサグループの異なる種類のセンサを同時に切り替えて稼働させることを特徴とする、付記１０乃至１８のいずれか１項記載のモニタリング方法。
（付記２０）
１つのセンサ装置におけるセンサの数及び制御回路の数は、夫々の故障率に基づき決定されていることを特徴とする、付記１０乃至１９のいずれか１項記載のモニタリング方法。

以上、開示のセンサ装置及びモニタリング方法を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

１１−１〜１１−３，５２−１〜５２−Ｌ センサ装置
１２ プリント基板
１３−１〜１３−Ｎ センサ
１４−１〜１４−Ｍ 制御回路
１５ 切替回路
１６−１〜１６−Ｍ 通信回路
５３ コンピュータ
１４１ ＣＰＵ
１４２ メモリ

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられ、同じ種類の環境情報を検出する複数のセンサと、
   前記複数のセンサと接続された制御回路とを備え、
   前記制御回路は、一度に１つのセンサのみが稼働され、稼働中の前記１つのセンサ以外のセンサは休眠状態に制御されるように、前記複数のセンサを切り替えて稼働させることを特徴とする、センサ装置。
2. 前記制御回路は、一定時間毎に稼働させるセンサを切り替えることを特徴とする、請求項１記載のセンサ装置。
3. 前記制御回路は、稼働中のセンサからの検出信号から当該センサの異常を検出すると、前記稼働中のセンサを停止して休眠状態の他の１つのセンサを稼働させることを特徴とする、請求項１記載のセンサ装置。
4. 外部との通信を行う複数の通信回路を更に備え、
   前記制御回路は、稼働中の１つの通信回路の異常を検出すると、前記稼働中の１つの通信回路を停止して休眠状態の他の１つの通信回路を稼働させることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項記載のセンサ装置。
5. 前記制御回路又は前記複数の通信回路は、前記基板上に設けられていることを特徴とする、請求項４記載のセンサ装置。
6. 前記基板上に設けられ、前記複数のセンサとは異なる種類の環境情報を検出する、前記複数のセンサとは異なる種類の複数のセンサを更に備え、
   各センサは、当該センサの種類に応じて、同一種類のセンサで形成された１つのセンサグループを形成し、
   前記制御回路は、異なるセンサグループの異なる種類のセンサを同時に切り替えて稼働させることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項記載のセンサ装置。
7. 基板と、前記基板上に設けられ、同じ種類の環境情報を検出する複数のセンサを有するセンサ装置において、制御回路が一度に１つのセンサのみが稼働され、稼働中の前記１つのセンサ以外のセンサは休眠状態に制御されるように、前記複数のセンサを切り替えて稼働させ、
   外部装置において、稼働されたセンサからの検出信号に基づいて前記センサ装置が設置された環境を検知することを特徴とする、モニタリング方法。
8. 前記センサ装置において、前記制御回路は前記基板上に設けられていることを特徴とする、請求項７記載のモニタリング方法。
9. 前記複数のセンサと、前記基板上に設けられ、前記複数のセンサとは異なる種類の環境情報を検出する、前記複数のセンサとは異なる種類の複数のセンサは、複数のセンサグループを形成し、
   各センサグループは、同一種類のセンサで形成され、
   前記制御回路が、異なるセンサグループの異なる種類のセンサを同時に切り替えて稼働させることを特徴とする、請求項７又は８記載のモニタリング方法。

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