JP6613562B2 - SENSOR CONTROL DEVICE, SENSOR CONTROL PROGRAM, AND SENSOR CONTROL METHOD - Google Patents

SENSOR CONTROL DEVICE, SENSOR CONTROL PROGRAM, AND SENSOR CONTROL METHOD Download PDF

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Description

本明細書は、センサ制御装置、センサ制御プログラム及びセンサ制御方法に関する。   The present specification relates to a sensor control device, a sensor control program, and a sensor control method.

バッテリ駆動やエネルギーハーベスタ技術を用いたセンサノードからなるセンサネットワークがある。このようなセンサネットワークでは、管理コストや、システムの信頼性の観点から、なるべくセンサノードの消費電力を抑えて高寿命化させることが求められる。   There is a sensor network composed of sensor nodes using battery drive and energy harvester technology. In such a sensor network, from the viewpoint of management cost and system reliability, it is required to reduce the power consumption of the sensor node as much as possible to increase the lifetime.

一方、センサノードのバッテリ残量が少ない場合でも、サーバ側で動作するアプリケーションプログラムが要求するセンシングデータの精度を落とすことができない。しかし、センサノードが高頻度でセンシングを行い、サーバへそのセンシングしたデータの送信を続けると、すぐにバッテリが切れ、稼働できなくなってしまう。   On the other hand, even when the battery level of the sensor node is low, the accuracy of sensing data required by the application program operating on the server side cannot be reduced. However, if the sensor node performs sensing at a high frequency and continues to transmit the sensed data to the server, the battery will run out immediately and it will not be possible to operate.

センシングデータの消費電力の低減に関する技術として、例えば、自律的に、デバイス管理に係る電力消費を抑える第1の技術がある(例えば、特許文献1)。通信装置は、他の通信装置に対して、管理情報の要求メッセージを送信する。通信装置は、要求メッセージに対する応答メッセージにより他の通信装置の管理情報を受信する。通信装置は、受信した他の通信装置の管理情報を用いて、他の通信装置が要求メッセージに応答するか否かを定める応答条件を決定する。通信装置は、決定した応答条件を含めて、決定後に所定のタイミングで送信される要求メッセージを作成する。通信装置は、任意の過去X回分の実管理情報と作成管理情報との差分の絶対値が、任意に定める閾値Tより小さいセンサデバイスには応答の頻度を下げる応答方法を、逆に閾値T以上であるセンサデバイスには応答の頻度を上げる応答方法を決定する。   As a technique related to reduction of power consumption of sensing data, for example, there is a first technique for autonomously suppressing power consumption related to device management (for example, Patent Document 1). The communication device transmits a management information request message to another communication device. The communication device receives management information of another communication device by a response message to the request message. The communication device uses the received management information of the other communication device to determine a response condition that determines whether or not the other communication device responds to the request message. The communication device creates a request message that is transmitted at a predetermined timing after the determination, including the determined response condition. The communication apparatus uses a response method that lowers the frequency of response for a sensor device whose absolute value of the difference between actual management information and creation management information for any past X times is smaller than a threshold T that is arbitrarily determined, and conversely, the threshold T or higher The response method for increasing the response frequency is determined for the sensor device.

しかしながら、第1の技術では、実測データと推定データとの差が一定以下であればデータの送信間隔が延長されていくので、センサノード側の送信間にて、実測データに急激な変化があった場合、サーバ側では、その実測データの変化を補足することができない。   However, in the first technique, if the difference between the measured data and the estimated data is less than a certain value, the data transmission interval is extended. Therefore, there is a sudden change in the measured data between transmissions on the sensor node side. In this case, the server cannot supplement the change in the actual measurement data.

これに対して、予測した計測結果とセンサによる計測結果とが異なる場合に、無線端末装置は情報を基地局に送信する第2の技術がある(例えば、特許文献2)。第2の技術では、予測に基づいて無線通信頻度を下げることにより、消費電力削減を行なう。   On the other hand, there is a second technique in which the wireless terminal device transmits information to the base station when the predicted measurement result and the measurement result by the sensor are different (for example, Patent Document 2). In the second technique, power consumption is reduced by reducing the frequency of wireless communication based on prediction.

特開2014−138245号公報JP 2014-138245 A 特開2006−33674号公報JP 2006-33674 A 特開2013−115488号公報JP 2013-115488 A 特開2010−124396号公報JP 2010-124396 A 特開2013−255193号公報JP 2013-255193 A 特開2007−30830号公報JP 2007-30830 A 特開2006−33674号公報JP 2006-33674 A 特開2010−206596号公報JP 2010-206596 A

上記の第2の技術では、予測方法について簡単な例が示されている。しかしながら、実際の利用シーンでは計測の結果得られる計測値が複雑に変動する場合が多いため、毎回予測とずれて実測値を送信する頻度が高くなり、消費電力の削減とならない。   In the second technique described above, a simple example of the prediction method is shown. However, in actual use scenes, measurement values obtained as a result of measurement often vary in a complicated manner. Therefore, the frequency of transmission of actual measurement values deviates from the prediction every time, and power consumption is not reduced.

本発明は、一側面として、計測値が多様に変動する場合であっても、実測値の送信頻度の低減を図るセンサ制御技術を提供する。   The present invention provides, as one aspect, a sensor control technique for reducing the frequency of transmission of actual measurement values even when the measurement values vary in various ways.

本発明の一側面に係るセンサ制御装置は、センサ制御装置とサーバ装置とを備えるセンサ管理システムにおけるものであって、センサ、予測部、送信部、変更部を含む。センサは、計測対象を計測して計測結果である実測値を出力する。予測部は、計測結果を予測する複数の予測モデルのうちの1つを用いて計測結果の予測値を算出する。送信部は、実測値と予測値との差が所定の第1の閾値以上である場合にのみ、実測値をサーバ装置に送信する。変更部は、実測値の送信頻度が所定の第2の閾値を超えた場合に、複数の予測モデルのうちの当該1つを、所定の規則に従って、複数の予測モデルのうちの別の予測モデルへ変更する。なお、サーバ装置は、センサ制御装置から送信される実測値の受信頻度が第2の閾値以下である場合には、複数の予測モデルのうちの当該1つを用いてサーバ装置で算出した予測値を計測結果とし、センサ制御装置から送信される実測値の受信頻度が第2の閾値を超えた場合には、複数の予測モデルのうちの当該1つを、所定の規則に従って、複数の予測モデルのうちの別の予測モデルへ変更し、当該別の予測モデルを用いてサーバ装置で算出した予測値を計測結果とする。 A sensor control device according to one aspect of the present invention is in a sensor management system including a sensor control device and a server device, and includes a sensor, a prediction unit, a transmission unit, and a change unit. The sensor measures a measurement target and outputs an actual measurement value as a measurement result. The prediction unit calculates a predicted value of the measurement result using one of a plurality of prediction models that predict the measurement result. The transmission unit transmits the actual measurement value to the server device only when the difference between the actual measurement value and the predicted value is greater than or equal to a predetermined first threshold value. When the transmission frequency of the actual measurement value exceeds a predetermined second threshold, the changing unit converts the one of the plurality of prediction models into another prediction model among the plurality of prediction models according to a predetermined rule. Change to In addition, when the reception frequency of the actual measurement value transmitted from the sensor control device is equal to or less than the second threshold value, the server device uses the one of a plurality of prediction models to calculate the predicted value calculated by the server device. If the frequency of reception of the actual measurement value transmitted from the sensor control device exceeds the second threshold, the one of the plurality of prediction models is converted into a plurality of prediction models according to a predetermined rule. The prediction value calculated by the server device using the other prediction model is used as the measurement result .

本明細書に記載の技術によれば、計測値が多様に変動する場合であっても、実測値の送信頻度の低減を図ることができる。   According to the technique described in this specification, it is possible to reduce the transmission frequency of the actual measurement value even when the measurement value varies in various ways.

本実施形態におけるセンサ制御装置の一例を示す。An example of the sensor control apparatus in this embodiment is shown. 本実施形態におけるセンサ管理システムの一例を示す。An example of the sensor management system in this embodiment is shown. 本実施形態における切替により適用される予測モデルの一例を示す。An example of the prediction model applied by switching in this embodiment is shown. 本実施形態(実施例1)におけるセンサノードの一例を示す。An example of the sensor node in this embodiment (Example 1) is shown. 本実施形態(実施例1)におけるサーバの一例を示す。An example of the server in this embodiment (Example 1) is shown. 本実施形態(実施例1)における実測値の送信に関するセンサノード−サーバ間のシーケンス図(その1)である。It is the sequence diagram (the 1) between the sensor node regarding the transmission of the actual measurement value in this embodiment (Example 1). 本実施形態(実施例1)における実測値の送信に関するセンサノード−サーバ間のシーケンス図(その2)である。It is the sequence diagram (the 2) between the sensor node regarding the transmission of the actual measurement value in this embodiment (Example 1). 本実施形態(実施例1)における、実測値と予測値との比較結果に応じた実測値の送信に関するセンサノード−サーバ間のシーケンス図(その1)である。It is the sequence diagram (the 1) between the sensor node regarding the transmission of the actual value according to the comparison result of the actual value and the predicted value in this embodiment (Example 1). 本実施形態(実施例1)における、実測値と予測値との比較結果に応じた実測値の送信に関するセンサノード−サーバ間のシーケンス図(その2)である。It is the sequence diagram (the 2) between the sensor node regarding the transmission of the actual value according to the comparison result of the actual value and the predicted value in this embodiment (Example 1). 本実施形態(実施例1)における、実測値と予測値との比較結果に応じた実測値の送信に関するセンサノード−サーバ間のシーケンス図(その3)である。It is the sequence diagram (the 3) between the sensor node regarding the transmission of the actual value according to the comparison result of the actual value and the predicted value in the present embodiment (Example 1). 本実施形態(実施例1)における、実測値と予測値との比較結果に応じた実測値の送信に関するセンサノード−サーバ間のシーケンス図(その4)である。It is a sequence diagram (the 4) between the sensor node regarding the transmission of the actual value according to the comparison result of the actual value and the predicted value in the present embodiment (Example 1). 本実施形態(実施例1)における予測モデル判定部(ノード側及びサーバ側)の処理フローを示す。The processing flow of the prediction model determination part (node side and server side) in this embodiment (Example 1) is shown. 本実施形態(実施例1)における予測モデル判定部(ノード側及びサーバ側)の処理フローの他の例を示す。The other example of the processing flow of the prediction model determination part (node side and server side) in this embodiment (Example 1) is shown. 本実施形態(実施例2)におけるセンサノードの一例を示す。An example of the sensor node in this embodiment (Example 2) is shown. 本実施形態(実施例2)におけるセンサノードのシーケンス図(その1)である。It is the sequence diagram (the 1) of the sensor node in this embodiment (Example 2). 本実施形態(実施例2)におけるセンサノードのシーケンス図(その2)である。It is the sequence diagram (the 2) of the sensor node in this embodiment (Example 2). 本実施形態(実施例2)におけるセンサノードのシーケンス図(その3)である。It is the sequence diagram (the 3) of the sensor node in this mode (example 2). 本実施形態(実施例3)におけるセンサノードの一例を示す。An example of the sensor node in this embodiment (Example 3) is shown. 本実施形態(実施例3)におけるセンサノードの処理フローを示す。The processing flow of the sensor node in this embodiment (Example 3) is shown. 本実施形態(実施例4)におけるセンサノードの処理フローを示す。The processing flow of the sensor node in this embodiment (Example 4) is shown. 本実施形態(実施例5)におけるセンサノードの一例を示す。An example of the sensor node in this embodiment (Example 5) is shown. 本実施形態(実施例5)における予測値−計測時間関係情報の一例を示す。An example of the predicted value-measurement time relationship information in this embodiment (Example 5) is shown. 本実施形態(実施例5)におけるセンサノードのシーケンス図である。It is a sequence diagram of a sensor node in the present embodiment (Example 5). 本実施形態にかかるセンサノードのハードウェア構成の一例を示す。An example of the hardware constitutions of the sensor node concerning this embodiment is shown. 本実施形態におけるプログラムを実行するコンピュータのハードウェア環境の構成ブロック図の一例である。It is an example of a configuration block diagram of a hardware environment of a computer that executes a program in the present embodiment.

図1は、本実施形態におけるセンサ制御装置の一例を示す。センサ制御装置1は、センサ2、予測部3、送信部4、変更部5を含む。センサ制御装置1の一例として、センサノード11が挙げられる。   FIG. 1 shows an example of a sensor control device in the present embodiment. The sensor control device 1 includes a sensor 2, a prediction unit 3, a transmission unit 4, and a change unit 5. An example of the sensor control device 1 is a sensor node 11.

センサ2は、計測対象を計測して計測結果である実測値を出力する。センサ2の一例として、センサ31、またはセンサ部62が挙げられる。   The sensor 2 measures a measurement target and outputs an actual measurement value that is a measurement result. Examples of the sensor 2 include the sensor 31 or the sensor unit 62.

予測部3は、計測結果を予測する複数の予測モデルのうちのいずれかの予測モデルを用いて計測結果の予測値を算出する。予測部3の一例として、データ予測部36として機能する制御部61が挙げられる。 The prediction unit 3 calculates a predicted value of the measurement result using any one of a plurality of prediction models for predicting the measurement result. An example of the prediction unit 3 is a control unit 61 that functions as the data prediction unit 36 .

送信部4は、実測値と予測値との差が所定の閾値以上である場合、実測値をサーバ装置に送信する。送信部4の一例として、データ比較部37、送信部38として機能する制御部61が挙げられる。   The transmission unit 4 transmits the actual measurement value to the server device when the difference between the actual measurement value and the predicted value is greater than or equal to a predetermined threshold value. As an example of the transmission unit 4, a data comparison unit 37 and a control unit 61 that functions as the transmission unit 38 can be cited.

変更部5は、実測データの送信頻度に応じて、予測モデルを変更する。変更部5の一例として、予測モデル判定部32として機能する制御部61が挙げられる。   The changing unit 5 changes the prediction model according to the transmission frequency of the actual measurement data. An example of the changing unit 5 is a control unit 61 that functions as the prediction model determination unit 32.

このように構成することにより、計測値が多様に変動する場合であっても、実測値の送信頻度の低減を図ることができる。すなわち、センサからの実測値と予測モデルで予測した予測値の差が閾値以上の場合に実測値をサーバに送信する際の、送信頻度に応じて適切な予測モデルに変更することで、実測値が多様に変動する場合でも送信頻度の低減ができる。その結果、消費電力の削減を実現することができる。   By configuring in this way, it is possible to reduce the transmission frequency of the actual measurement value even when the measurement value varies in various ways. In other words, when the difference between the measured value from the sensor and the predicted value predicted by the prediction model is greater than or equal to the threshold value, the measured value is changed to an appropriate prediction model according to the transmission frequency when transmitting the measured value to the server. Even when the frequency fluctuates in various ways, the transmission frequency can be reduced. As a result, power consumption can be reduced.

変更部5は、送信頻度が高いほど、より複雑な近似式に基づく予測モデルへ、または所定の順番に基づく予測モデルへ、段階的に予測モデルを変更する。このように構成することにより、例えば、センサ制御装置1がデフォルトで設定された予測モデルで動作している場合に、一定以上送信頻度が増加したら、より複雑な近似式に基づく予測モデルで動作させる。再び一定以上送信頻度が増加した場合、センサ制御装置1はその次の予測モデルへ切り替える。その結果、実際に計測された値に応じて、より適切な予測モデルに変更して、送信頻度の低減を図ることができる。   The changing unit 5 changes the prediction model stepwise to a prediction model based on a more complicated approximate expression or a prediction model based on a predetermined order as the transmission frequency increases. By configuring in this way, for example, when the sensor control device 1 is operating with a prediction model set as a default, if the transmission frequency increases more than a certain level, the sensor control device 1 is operated with a prediction model based on a more complicated approximate expression. . When the transmission frequency increases again more than a certain value, the sensor control device 1 switches to the next prediction model. As a result, the transmission frequency can be reduced by changing to a more appropriate prediction model in accordance with the actually measured value.

変更部5は、送信頻度が所定時間、所定値以下の場合、より簡単な近似式に基づく予測モデルへ、または所定の順番に基づく予測モデルへ、段階的に予測モデルを変更する。
このように構成することにより、より複雑な近似式に基づく予測モデルへ、または所定の順番に基づく予測モデルへ、段階的に予測モデルが変更されている場合に、送信頻度が一定時間の間一定値以下である場合、センサ制御装置1は、次の処理を行う。すなわち、センサ制御装置1は、段階的に変更前の予測モデルに戻して動作する。
The changing unit 5 changes the prediction model stepwise to a prediction model based on a simpler approximation formula or a prediction model based on a predetermined order when the transmission frequency is equal to or less than a predetermined value for a predetermined time.
With this configuration, when the prediction model is changed step by step to a prediction model based on a more complicated approximate expression or a prediction model based on a predetermined order, the transmission frequency is constant for a certain period of time. If the value is equal to or smaller than the value, the sensor control device 1 performs the following process. That is, the sensor control device 1 operates by returning to the prediction model before the change step by step.

予測部3は、複数の予測モデルのうち段階的に変更した場合の変更前後の関係に該当する第1予測モデルと第2予測モデルを用いて、同一の事象についてそれぞれ予測値を算出する。変更部3は、第1頻度よりも、第2頻度の方が小さい場合、第1予測モデルを第2予測モデルに変更する。ここで、第1頻度は、現在適用されている第1予測モデルを用いて予測された場合であって所定時間にて実測値と予測値との差が所定の閾値以上になった回数を示す。第2頻度は、第2予測モデルを用いて予測された場合であって所定時間にて実測値と予測値との差が所定の閾値以上になった回数を示す。   The prediction unit 3 calculates a prediction value for each of the same events using the first prediction model and the second prediction model corresponding to the relationship before and after the change in the case where the prediction model is changed in stages among the plurality of prediction models. The changing unit 3 changes the first prediction model to the second prediction model when the second frequency is smaller than the first frequency. Here, the first frequency indicates the number of times that the difference between the actual measurement value and the predicted value is equal to or greater than a predetermined threshold value in a predetermined time, when the prediction is performed using the currently applied first prediction model. . The second frequency indicates the number of times that the difference between the actually measured value and the predicted value is equal to or greater than a predetermined threshold value in a predetermined time, when predicted using the second prediction model.

このように構成することにより、より予測成績のよい予測モデルを採用することができるので、より精度のよい予測を行うことができる。   By configuring in this way, it is possible to employ a prediction model with better prediction results, and therefore it is possible to perform prediction with higher accuracy.

変更部5は、センサ制御装置1がバッテリを用いて動作している場合、または環境発電装置を用いて動作しているが発電量が0の場合、実測データの送信頻度に応じて、予測モデルを変更する。   When the sensor control device 1 is operated using a battery, or when the power generation amount is 0 when the sensor control device 1 is operated using a battery, the changing unit 5 is configured according to the transmission frequency of measured data. To change.

このように構成することにより、電力消耗を考慮する必要がない場合には送信頻度を考慮する必要がないので予測値を算出する必要はないが、使用可能電力に制限がある場合に、送信頻度を制限するために適切な予測モデルを用いて予測値を算出し、送信回数を減らすことができる。これにより、センシングデータの精度を保ちつつ、消費電力を抑えることができる。   With this configuration, when there is no need to consider power consumption, it is not necessary to calculate the predicted value because there is no need to consider the transmission frequency, but when there is a limit to the available power, the transmission frequency The number of transmissions can be reduced by calculating a prediction value using an appropriate prediction model to limit the number of transmissions. Thereby, power consumption can be suppressed while maintaining the accuracy of the sensing data.

変更部5は、センサ制御装置1がバッテリを用いて動作している場合、または環境発電装置を用いて動作している場合、センサ制御装置内の電力収支を算出し、使用可能電力よりも消費電力の方が大きい場合、実測データの送信頻度に応じて、予測モデルを変更する。   The change unit 5 calculates the power balance in the sensor control device when the sensor control device 1 operates using a battery or operates using an environmental power generation device, and consumes more than the available power. When the power is larger, the prediction model is changed according to the transmission frequency of the actual measurement data.

このように構成することにより、さらに電力収支を考慮して、使用可能電力よりも消費電力の方が大きい場合、送信頻度を制限するために適切な予測モデルを用いて予測値を算出することができる。これにより、センシングデータの精度を保ちつつ、消費電力を抑えることができる。   By configuring in this way, it is possible to calculate a predicted value using an appropriate prediction model in order to limit the transmission frequency when the power balance is larger than the available power in consideration of the power balance. it can. Thereby, power consumption can be suppressed while maintaining the accuracy of the sensing data.

センサ制御装置1は、さらに、計測時間調整部6を含む。計測時間調整部6は、予測値に応じて、センサの計測時間を調整する。計測時間調整部6の一例として、センサ制御部51が挙げられる。   The sensor control device 1 further includes a measurement time adjustment unit 6. The measurement time adjustment unit 6 adjusts the measurement time of the sensor according to the predicted value. An example of the measurement time adjustment unit 6 is a sensor control unit 51.

このように構成することにより、センサにおいて、ある測定精度における1回の測定にかかる時間が、測定値により変化するため、最適な測定時間に調整することで、無駄な電力を消費させないように制御することができる
図2は、本実施形態におけるセンサ管理システムの一例を示す。サーバ装置(以下、「サーバ」と称する。)21及びセンサノード11は、複数の予測モデルを共有する。ここで、予測モデルとは、例えば、移動平均による予測、最小二乗法による予測等のデータ予測アルゴリズムのことである。なお、後述するサーバの機能は、基地局(アクセスポイント)で実現してもよい。
With this configuration, the time required for one measurement at a certain measurement accuracy varies depending on the measured value in the sensor. Therefore, by adjusting to the optimal measurement time, control is performed so that unnecessary power is not consumed. FIG. 2 shows an example of a sensor management system in the present embodiment. The server device (hereinafter referred to as “server”) 21 and the sensor node 11 share a plurality of prediction models. Here, the prediction model is, for example, a data prediction algorithm such as prediction based on a moving average, prediction based on a least square method, and the like. Note that the server functions described below may be realized by a base station (access point).

センサノード11は、アプリケーションプログラムの要件に従った頻度でセンシングを行い、センシングデータ(実測値)を取得し(S1)、記憶部に記憶する(S2)。それと共に、センサノード11は、予測モデルを用いて、センシングデータ(予測値)を予測する(S3)。なお、予測モデル(計算ロジック/プログラム)は、予めセンサノード内に格納されていてもよいし、サーバから配信されてもよい。センサノード11は、センシングデータの実測値と予測値とを比較し、実測値と予測値との差が所定の閾値以上の場合にサーバ21に実測値を送信する(S4)。   The sensor node 11 performs sensing at a frequency according to the requirements of the application program, acquires sensing data (actual measurement value) (S1), and stores it in the storage unit (S2). At the same time, the sensor node 11 predicts sensing data (predicted value) using a prediction model (S3). Note that the prediction model (calculation logic / program) may be stored in advance in the sensor node or distributed from the server. The sensor node 11 compares the measured value and the predicted value of the sensing data, and transmits the measured value to the server 21 when the difference between the measured value and the predicted value is equal to or greater than a predetermined threshold (S4).

また、センサノード11は、実測値を送信した頻度を計測し、その送信頻度から現在適用している予測モデルの適/不適を判定する。センサノード11は、判定結果に応じて適切な予測モデルに切り替える(S5)。   Further, the sensor node 11 measures the frequency at which the actual measurement value is transmitted, and determines whether the prediction model currently applied is appropriate / inappropriate from the transmission frequency. The sensor node 11 switches to an appropriate prediction model according to the determination result (S5).

サーバ側でも、予測モデルを用いた予測が行われている。センサノード11から実測値が送られてこない場合、すなわち、送信頻度(受信頻度)が低い場合、予測モデルが適切ということなので、サーバ21は、次の処理を行う。すなわち、サーバ21は、その直前までにセンサノード11から送られてきた実測値とサーバ21にて算出した予測値とが混在するデータ系列から、最新のデータを予測し、その予測した最新のデータ(予測値)を実測値の代替とする(S6)。この場合、サーバ21は、予測値をセンシングデータとしてアプリケーション側へ送る。   Prediction using a prediction model is also performed on the server side. When the actual measurement value is not sent from the sensor node 11, that is, when the transmission frequency (reception frequency) is low, the prediction model is appropriate, so the server 21 performs the following process. That is, the server 21 predicts the latest data from the data series in which the actual measurement value sent from the sensor node 11 and the predicted value calculated by the server 21 are mixed, and the predicted latest data. (Predicted value) is substituted for the actually measured value (S6). In this case, the server 21 sends the predicted value as sensing data to the application side.

一方、センサノード11から実測値が送られてくる送信頻度(サーバ21では受信頻度)が高い場合、予測が外れていることから、予測モデルが不適当であり、サーバ21は、次の処理を行う。すなわち、サーバ21は、その受信頻度から現在適用されている予測モデルの適/不適を判定し、判定結果に応じて適切な予測モデルに切り替える(S7)。   On the other hand, if the transmission frequency (reception frequency in the server 21) at which the actual measurement value is transmitted from the sensor node 11 is high, the prediction model is inappropriate and the server 21 performs the following processing. Do. That is, the server 21 determines whether the currently applied prediction model is appropriate or not based on the reception frequency, and switches to an appropriate prediction model according to the determination result (S7).

図3は、本実施形態における切替により適用される予測モデルの一例を示す。図3の予測モデルのグラフでは、例えば、縦軸が測定値を表し、横軸が経過時間を表す。予測モデルは、線形近似、多項式近似、対数近似、指数、累乗近似等の近似式(または近似曲線式)に基づくモデルである。本実施形態では、予測モデルは、図3(A)、図3(B)、図3(C)の順で切り替えられる。また、センサノード11及びサーバ21はそれぞれ、一例として、図3(A)、図3(B)、及び図3(C)の予測モデルを予め記憶部に記憶している。   FIG. 3 shows an example of a prediction model applied by switching in the present embodiment. In the prediction model graph of FIG. 3, for example, the vertical axis represents a measured value and the horizontal axis represents elapsed time. The prediction model is a model based on an approximate expression (or approximate curve expression) such as linear approximation, polynomial approximation, logarithmic approximation, exponent, and power approximation. In the present embodiment, the prediction model is switched in the order of FIG. 3 (A), FIG. 3 (B), and FIG. 3 (C). Further, as an example, each of the sensor node 11 and the server 21 stores the prediction models of FIGS. 3A, 3B, and 3C in the storage unit in advance.

図3(A)は、線形近似値モデルを示す。線形近似値モデルは、実測値が単調な変化の場合に用いられる。現在適用されている予測モデルが図3(A)の場合、センサノード11及びサーバ21はそれぞれ、S4,S6において、線形近似値モデルで予測した予測値と、実測値とを比較する。線形近似値モデルを用いたデータの予測では、演算量が少なく、予測も容易である。   FIG. 3A shows a linear approximation model. The linear approximate value model is used when the actual measurement value changes monotonously. When the prediction model currently applied is FIG. 3 (A), the sensor node 11 and the server 21 respectively compare the prediction value predicted by the linear approximation model with the actual measurement value in S4 and S6. In the prediction of data using the linear approximation model, the amount of calculation is small and the prediction is easy.

図3(B)は、2次曲線近似値モデルを示す。2次曲線近似値モデルは、実測値が比較的緩やかな増減をする場合に用いられる。現在適用されている予測モデルが図3(B)の場合、センサノード11及びサーバ21はそれぞれ、S4,S6において、2次曲線近似値モデルで予測した予測値と、実測値とを比較する。2次曲線近似値モデルを用いたデータの予測では、線形近似値モデルよりは演算量は増えるが、緩やかな増減なら予測可能である。   FIG. 3B shows a quadratic curve approximation model. The quadratic curve approximate value model is used when the measured value increases or decreases relatively slowly. When the currently applied prediction model is FIG. 3B, the sensor node 11 and the server 21 compare the predicted value predicted by the quadratic curve approximate value model with the actual measurement value in S4 and S6, respectively. In the prediction of data using the quadratic curve approximate value model, the calculation amount is increased as compared with the linear approximate value model, but prediction is possible if the increase / decrease is moderate.

図3(C)は、移動平均モデルを示す。実測値の増減が激しく、演算量を増やして多次元曲線近似を適用しても予測が難しい場合には、移動平均モデルが適用される。すなわち、移動平均モデルは、実測値が複雑な増減、すなわちランダムな増減をする場合に用いられる。現在適用されている予測モデルが図3(C)の場合、センサノード11及びサーバ21はそれぞれ、S4,S6において、直近の所定数の実測値の移動平均による予測値と、実測値とを比較する。   FIG. 3C shows a moving average model. When the increase / decrease of the actual measurement value is severe and it is difficult to predict even when the calculation amount is increased and the multidimensional curve approximation is applied, the moving average model is applied. That is, the moving average model is used when the actually measured value is complicatedly increased or decreased, that is, randomly increased or decreased. When the prediction model currently applied is FIG. 3C, the sensor node 11 and the server 21 respectively compare the predicted value based on the moving average of the most recent predetermined number of measured values with the measured values in S4 and S6. To do.

図3(A)〜図3(C)の予測モデルは、実測値の送信頻度に応じて段階的に切り替えられる。具体的には、送信頻度が高くなるほど、より複雑な予測モデルが段階的に適用される。例えば、センサノード11及びサーバ21において、デフォルトで設定されている予測モデルが図3(A)であるとする。一定以上送信頻度が増加したら、センサノード11及びサーバ21は、現在適用している予測モデルを図3(B)の予測モデルへと切り替える。再び一定以上送信頻度が増加したら、センサノード11及びサーバ21は、現予測モデルを図3(C)の予測モデルへと切り替える。   The prediction models shown in FIGS. 3A to 3C are switched in stages according to the transmission frequency of the actual measurement values. Specifically, a more complicated prediction model is applied step by step as the transmission frequency increases. For example, assume that the prediction model set by default in the sensor node 11 and the server 21 is as shown in FIG. If the transmission frequency increases beyond a certain level, the sensor node 11 and the server 21 switch the currently applied prediction model to the prediction model shown in FIG. If the transmission frequency increases again by a certain amount or more, the sensor node 11 and the server 21 switch the current prediction model to the prediction model of FIG.

また、予測モデルが図3(B)または図3(C)の場合、送信頻度が所定時間の間にて、所定値以下になれば、センサノード11及びサーバ21は、よりシンプルな予測モデルに段階的に戻して運用する。   When the prediction model is FIG. 3B or FIG. 3C, the sensor node 11 and the server 21 become a simpler prediction model if the transmission frequency falls below a predetermined value during a predetermined time. Move back in stages.

なお、本実施形態では、一例として、3つの予測モデル(線形近似値モデル、2次曲線近似値モデル、移動平均モデル)を用いて説明するが、これに限定されず、さらに複数の近似曲線等の予測モデルを用いても良い。   In the present embodiment, as an example, three prediction models (a linear approximate value model, a quadratic curve approximate value model, and a moving average model) will be described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of approximate curves, etc. The prediction model may be used.

以下では、本実施形態の実施例についてさらに詳述する。
(実施例1)
図4は、本実施形態(実施例1)におけるセンサノードの一例を示す。センサノード11は、センサ31、予測モデル判定部32、有効データ記憶部33、誤差閾値記憶部34、受信部35、データ予測部36、データ比較部37、送信部38を含む。
Below, the Example of this embodiment is further explained in full detail.
Example 1
FIG. 4 shows an example of a sensor node in the present embodiment (Example 1). The sensor node 11 includes a sensor 31, a prediction model determination unit 32, an effective data storage unit 33, an error threshold storage unit 34, a reception unit 35, a data prediction unit 36, a data comparison unit 37, and a transmission unit 38.

センサ31は、温度、湿度、水位、圧力等の周囲の環境の状態を検知する検知装置であり、センシングを行って、その結果をセンシングデータ(実測値)として出力する。センサノードは、1以上のセンサ31を含む。   The sensor 31 is a detection device that detects the state of the surrounding environment such as temperature, humidity, water level, and pressure, performs sensing, and outputs the result as sensing data (actual measurement value). The sensor node includes one or more sensors 31.

受信部35は、サーバ21より誤差閾値を受信する。誤差閾値T1は、予測値と実測値との差が誤差閾値T1以上か否かを判定するために用いられる閾値である。   The receiving unit 35 receives an error threshold from the server 21. The error threshold T1 is a threshold used for determining whether or not the difference between the predicted value and the actual measurement value is equal to or greater than the error threshold T1.

誤差閾値記憶部34は、サーバ21より送信された誤差閾値T1を記憶する。有効データ記憶部33は、FIFO(First-In-First-Out)形式で、直近の1以上の有効計測データ(例えば、直近のn(任意の整数)回分の計測値または予測値)を記憶する。有効計測データは、実測値または予測値と、実測または予測を行った時刻とを含む。なお、基準となる時刻と計測間隔が予め固定されている場合には、有効計測データに、時刻の代わりに計測回数が含まれていても良い。予測値と実測値との差が誤差閾値T1以上の場合、実測値が有効計測値(有効計測データ)として記憶される。予測値と実測値との差が誤差閾値T1未満の場合、予測値が有効計測値として記憶される。   The error threshold storage unit 34 stores the error threshold T1 transmitted from the server 21. The effective data storage unit 33 stores one or more recent effective measurement data (for example, measurement values or predicted values for the latest n (arbitrary integer)) in a FIFO (First-In-First-Out) format. . The effective measurement data includes an actual measurement value or a predicted value and a time when the actual measurement or prediction is performed. If the reference time and the measurement interval are fixed in advance, the effective measurement data may include the number of measurements instead of the time. When the difference between the predicted value and the actual measurement value is equal to or greater than the error threshold T1, the actual measurement value is stored as an effective measurement value (effective measurement data). When the difference between the predicted value and the actually measured value is less than the error threshold value T1, the predicted value is stored as an effective measured value.

データ予測部36は、例えば、図3(A)の線形近似値モデル、図3(B)の2次曲線近似値モデル、図3(C)の移動平均モデルについての複数の予測モデル情報を予め記憶している。データ予測部36は、有効データ記憶部33から直近の有効計測値を読み出す。データ予測部36は、その読み出した有効計測値と予測モデルとに基づいて、センシングデータの予測値を生成する。   For example, the data prediction unit 36 previously stores a plurality of pieces of prediction model information about the linear approximate value model in FIG. 3A, the quadratic curve approximate value model in FIG. 3B, and the moving average model in FIG. I remember it. The data prediction unit 36 reads the latest effective measurement value from the effective data storage unit 33. The data prediction unit 36 generates a predicted value of the sensing data based on the read effective measurement value and the prediction model.

データ比較部37は、誤差閾値記憶部34より誤差閾値T1を読み出す。センサ31より取得したセンシングデータ(実測値)と、データ予測部36より生成された予測値とを比較する。実測値と予測値の差分が閾値T1以上の場合に、データ比較部37は、送信部38を介してサーバ21に実測値を送信する。データ比較部37は、送信した実測値を有効計測値として有効データ記憶部33に格納する。   The data comparison unit 37 reads the error threshold T1 from the error threshold storage unit 34. The sensing data (actual measurement value) acquired from the sensor 31 is compared with the prediction value generated by the data prediction unit 36. When the difference between the actual measurement value and the predicted value is equal to or greater than the threshold value T <b> 1, the data comparison unit 37 transmits the actual measurement value to the server 21 via the transmission unit 38. The data comparison unit 37 stores the transmitted actual measurement value in the effective data storage unit 33 as an effective measurement value.

予測モデル判定部32は、サーバ21への実測値の送信頻度を計測し、その送信頻度から現在適用している予測モデルの適/不適を判定する。予測モデル判定部32は、判定結果に応じて適切な予測モデルに切り替え、切り替えた予測モデルをデータ予測部36に通知する。   The prediction model determination unit 32 measures the transmission frequency of the actual measurement value to the server 21 and determines whether the prediction model currently applied is appropriate or inappropriate from the transmission frequency. The prediction model determination unit 32 switches to an appropriate prediction model according to the determination result, and notifies the data prediction unit 36 of the switched prediction model.

送信部38は、実測値と予測値の差分が閾値T1以上の場合に、予め設定されたサーバ21のアドレス情報に基づいて、センサノードID、センサID、および実測値を含むデータを送信する。   When the difference between the actual measurement value and the predicted value is equal to or greater than the threshold value T1, the transmission unit 38 transmits data including the sensor node ID, the sensor ID, and the actual measurement value based on the address information of the server 21 set in advance.

図5は、本実施形態(実施例1)におけるサーバの一例を示す。サーバ21は、誤差閾値設定部41、予想モデル判定部42、送信データ生成部43、送信部44、アプリケーションデータ記憶部45、データ予測部46、実測値受信判定部47、受信部48を含む。   FIG. 5 shows an example of a server in the present embodiment (Example 1). The server 21 includes an error threshold setting unit 41, a prediction model determination unit 42, a transmission data generation unit 43, a transmission unit 44, an application data storage unit 45, a data prediction unit 46, an actual measurement value reception determination unit 47, and a reception unit 48.

誤差閾値設定部41は、外部インターフェースを持ち、この外部インターフェースを通じてセンサノードに通知するための誤差閾値T1がセンサ毎に予め設定されている。送信データ生成部43は、誤差閾値設定部41に設定された誤差閾値T1を含む送信データを生成する。送信部44は、送信データ生成部43で生成された送信データを、予め設定されたセンサノード11のアドレスに基づいて、センサノード11へ送信する。   The error threshold setting unit 41 has an external interface, and an error threshold T1 for notifying a sensor node through this external interface is set in advance for each sensor. The transmission data generation unit 43 generates transmission data including the error threshold T1 set in the error threshold setting unit 41. The transmission unit 44 transmits the transmission data generated by the transmission data generation unit 43 to the sensor node 11 based on a preset address of the sensor node 11.

アプリケーション49は、センシングデータ(実測値及び予測値)を解析するアプリケーションプログラムである。   The application 49 is an application program that analyzes sensing data (actually measured values and predicted values).

アプリケーションデータ記憶部45は、FIFO(First-In-First-Out)形式で、アプリケーション49へ送られる直近の1以上の有効計測データ(例えば、直近のn(任意の整数)回分の計測値または予測値)を各センサノードのセンサ毎に記憶する。センサノードから実測値を受信した場合は実測値が有効計測値としてアプリケーションデータ記憶部45に記憶される。センサノードから実測値を受信しなかった場合は、予測値が有効計測値としてアプリケーションデータ記憶部45に記憶される。   The application data storage unit 45 has one or more recent effective measurement data (for example, measurement values or predictions of the latest n (arbitrary integer)) sent to the application 49 in a FIFO (First-In-First-Out) format. Value) is stored for each sensor of each sensor node. When the actual measurement value is received from the sensor node, the actual measurement value is stored in the application data storage unit 45 as an effective measurement value. When the actual measurement value is not received from the sensor node, the predicted value is stored in the application data storage unit 45 as an effective measurement value.

受信部48は、センサノード11からセンサノードID、センサID、および実測値を含むデータを受信する。   The receiving unit 48 receives data including a sensor node ID, a sensor ID, and an actual measurement value from the sensor node 11.

実測値受信判定部47は、センサノード11のセンサ毎に、次の処理を行う。すなわち、実測値受信判定部47は、センサノード11から実測値を受信したか否かを判定し、その判定結果をデータ予測部46に通知するとともに、アプリケーション49へ、受信した実測値を送信し、更にアプリケーションデータ記憶部45へ有効計測値として格納する。また、センサノード11から所定の頻度で実測値を受信したと判定した場合、実測値受信判定部47は、予測モデル判定部42に、センサノード11からの実測データの受信頻度(センサノード11の送信頻度)を通知する。   The actual value reception determination unit 47 performs the following process for each sensor of the sensor node 11. That is, the actual value reception determination unit 47 determines whether or not an actual value has been received from the sensor node 11, notifies the determination result to the data prediction unit 46, and transmits the received actual value to the application 49. Further, it is stored in the application data storage unit 45 as an effective measurement value. When it is determined that the actual measurement value is received from the sensor node 11 at a predetermined frequency, the actual measurement value reception determination unit 47 causes the prediction model determination unit 42 to receive the actual data reception frequency (of the sensor node 11). Send frequency).

センサノード11から、所定時間内に実測値が送られてこないと判定した場合、実測値受信判定部47は、データ予測部46にその旨を通知する。   When it is determined that the actual measurement value is not sent from the sensor node 11 within the predetermined time, the actual measurement value reception determination unit 47 notifies the data prediction unit 46 to that effect.

データ予測部46は、センサノード11のセンサ毎に、アプリケーションデータ記憶部45から、直近に格納された有効計測値を読み出す。データ予測部46は、読み出した送信データと予測モデルとに基づいて、センシングデータの予測値を生成する。データ予測部46は、アプリケーション49へ、生成した予測値を送信すると共に、実測値を受信しない場合にはアプリケーションデータ記憶部45へ有効計測値として格納する。   The data prediction unit 46 reads the effective measurement value stored most recently from the application data storage unit 45 for each sensor of the sensor node 11. The data prediction unit 46 generates a predicted value of the sensing data based on the read transmission data and the prediction model. The data prediction unit 46 transmits the generated predicted value to the application 49 and stores it as an effective measurement value in the application data storage unit 45 when the actual measurement value is not received.

予測モデル判定部42は、センサノード11のセンサ毎に、センサ13の実測値の送信頻度(サーバ21が受信した実測値の受信頻度)を計測し、その送信頻度から現在適用している予測モデルの適/不適を判定する。予測モデル判定部42は、判定結果に応じて適切な予測モデルに切り替え、切り替えた予測モデルをデータ予測部46に通知する。   For each sensor of the sensor node 11, the prediction model determination unit 42 measures the transmission frequency of the actual measurement value of the sensor 13 (the reception frequency of the actual measurement value received by the server 21), and the prediction model currently applied from the transmission frequency. Appropriate / unsuitable. The prediction model determination unit 42 switches to an appropriate prediction model according to the determination result, and notifies the data prediction unit 46 of the switched prediction model.

図6A及び図6Bは、本実施形態(実施例1)における実測値の送信に関するセンサノード−サーバ間のシーケンス図である。まず、サーバ21側において、誤差閾値設定部41は、送信データ生成部43にノードID、センサIDと閾値T1を通知する(S11)。送信データ生成部43は、ノードID、センサIDと閾値T1とを含む送信データを生成し、送信部44へ送る(S12)。送信部44は、ノードIDに対応するセンサノードのアドレスに宛てて、その送信データを送信する(S13)。   FIG. 6A and FIG. 6B are sequence diagrams between the sensor node and the server regarding transmission of actual measurement values in the present embodiment (Example 1). First, on the server 21 side, the error threshold value setting unit 41 notifies the transmission data generation unit 43 of the node ID, sensor ID, and threshold value T1 (S11). The transmission data generation unit 43 generates transmission data including the node ID, sensor ID, and threshold value T1, and sends the transmission data to the transmission unit 44 (S12). The transmission unit 44 transmits the transmission data to the address of the sensor node corresponding to the node ID (S13).

そのノードIDに対応するセンサノード11側では、受信部35は、サーバ21から送信データを受信し、送信データからセンサIDと閾値T1を抽出して誤差閾値記憶部34へ格納する(S14)。データ比較部37は、誤差閾値記憶部34から閾値を取得する(S15)。   On the sensor node 11 side corresponding to the node ID, the reception unit 35 receives the transmission data from the server 21, extracts the sensor ID and the threshold T1 from the transmission data, and stores them in the error threshold storage unit 34 (S14). The data comparison unit 37 acquires a threshold value from the error threshold value storage unit 34 (S15).

次に、センサ31は、所定間隔でセンシングを行い、センシングデータ(実測値)を生成する(S16)。データ比較部37は、実測値と予測値とを比較し、比較の結果、実測値と予測値との差が閾値T1以上の場合、実測値を送信部38へ通知する(S17)。比較の結果、実測値と予測値との差が閾値T1より小さい場合、データ比較部37は、送信部38へ何も通知しない。ただし、初期状態の場合(サーバ21から閾値T1を受信した場合)、データ予測部36は、適用する予測モデルが選択されていないために、予測値としてデフォルト値(例えば、0)をデータ比較部37に提供してもよい。また、データ比較部37は、初期状態の場合(サーバ21から閾値T1を受信した場合)、最初の複数回のサンプリングデータをサーバに送信するために、無条件でサーバ21に実測値を送信するようにしてもよい。   Next, the sensor 31 performs sensing at a predetermined interval to generate sensing data (actual measurement value) (S16). The data comparison unit 37 compares the actual measurement value with the predicted value, and if the difference between the actual measurement value and the predicted value is equal to or greater than the threshold value T1 as a result of the comparison, notifies the transmission unit 38 of the actual measurement value (S17). As a result of the comparison, when the difference between the actual measurement value and the predicted value is smaller than the threshold value T1, the data comparison unit 37 notifies the transmission unit 38 of nothing. However, in the initial state (when the threshold value T1 is received from the server 21), the data prediction unit 36 selects a default value (for example, 0) as the prediction value because the prediction model to be applied is not selected. 37 may be provided. Further, in the initial state (when the threshold value T1 is received from the server 21), the data comparison unit 37 unconditionally transmits the actual measurement value to the server 21 in order to transmit the first plurality of sampling data to the server. You may do it.

データ比較部37は、比較の結果、実測値と予測値との差が閾値T1以上の場合、実測値を有効データ記憶部33に書き込む。比較の結果、実測値と予測値との差が閾値T1未満の場合、データ比較部37は、予測値を有効計測値として有効データ記憶部33に書き込む。動作開始直後のように予測値がない(実測データが溜まっていないので、予測ができない)場合には、データ比較部37は、センシングデータ(実測値)を有効計測値として有効データ記憶部33に書き込む(S19)。なお、データ比較部37は、毎回、実測値と予測値との両方のセンシングデータを有効データ記憶部33に格納するようにしてもよい。   If the difference between the actual measurement value and the predicted value is equal to or greater than the threshold value T <b> 1 as a result of the comparison, the data comparison unit 37 writes the actual measurement value in the effective data storage unit 33. As a result of the comparison, when the difference between the actual measurement value and the predicted value is less than the threshold value T1, the data comparison unit 37 writes the predicted value as an effective measurement value in the effective data storage unit 33. When there is no predicted value (immediately after the start of the operation, the actual data is not accumulated and therefore cannot be predicted), the data comparison unit 37 uses the sensing data (actual value) as an effective measurement value in the effective data storage unit 33. Write (S19). Note that the data comparison unit 37 may store the sensing data of both the actual measurement value and the predicted value in the effective data storage unit 33 each time.

送信部38は、データ比較部37から実測値が通知された場合、センサノードID,センサID,及び実測値とを含む送信データをサーバ21へ送信する(S18)。   When the measured value is notified from the data comparing unit 37, the transmitting unit 38 transmits transmission data including the sensor node ID, the sensor ID, and the measured value to the server 21 (S18).

サーバ21側では、受信部48は、センサノード11からの送信データを受信すると、実測値受信判定部47へ送信する(S20)。   On the server 21 side, when receiving the transmission data from the sensor node 11, the receiving unit 48 transmits it to the measured value reception determining unit 47 (S20).

実測値受信判定部47は、センサノード11からの送信データに含まれる実測値をアプリケーションデータ記憶部45へ格納する(S21)と共に、上位のアプリケーション49へ転送する(S22)。また、実測値受信判定部47は、センサノードID及びセンサIDの組み合わせ毎に、送信データの受信数をカウントする(S23)。   The actual value reception determination unit 47 stores the actual value included in the transmission data from the sensor node 11 in the application data storage unit 45 (S21) and transfers it to the upper application 49 (S22). The actual value reception determination unit 47 counts the number of transmission data received for each combination of sensor node ID and sensor ID (S23).

動作開始時等は予測モデルによる予測可能なデータ数分、S16〜S23の処理は繰り返される。   At the start of the operation, the processes of S16 to S23 are repeated for the number of data that can be predicted by the prediction model.

図7(図7A、図7B、図7C、図7D)は、本実施形態(実施例1)における、実測値と予測値との比較結果に応じた実測値の送信に関するセンサノード−サーバ間のシーケンス図である。図7A及び図7Bのシーケンスは、図6A及び図6Bのシーケンスを経て、予測モデルに基づく、予測値の算出が可能になった後のシーケンスである。   FIG. 7 (FIG. 7A, FIG. 7B, FIG. 7C, FIG. 7D) shows the sensor node-server transmission related to the transmission of the actual measurement value according to the comparison result between the actual measurement value and the predicted value in this embodiment (Example 1). It is a sequence diagram. The sequence of FIG. 7A and FIG. 7B is a sequence after the prediction value can be calculated based on the prediction model through the sequence of FIG. 6A and FIG. 6B.

センサノード11側において、データ予測部36は、有効データ記憶部33から、有効計測値を新しい方から1以上読み出す(S24)。データ予測部36は、その1以上の有効計測値と、現在有効になっている予測モデルとを用いて、次のセンシングデータの予測値を算出する(S25)。データ予測部36は、算出した予測値をデータ比較部36に送る(S26)。   On the sensor node 11 side, the data prediction unit 36 reads one or more effective measurement values from the effective data storage unit 33 from the newer one (S24). The data prediction unit 36 calculates the predicted value of the next sensing data using the one or more effective measurement values and the prediction model currently effective (S25). The data prediction unit 36 sends the calculated predicted value to the data comparison unit 36 (S26).

センサ31は、所定間隔でセンシングを行い、センシングデータ(実測値)を生成する(S27)。データ比較部37は、実測値と予測値とを比較し、比較の結果、実測値と予測値との差が閾値T1以上の場合、実測値を送信部38へ通知する(S28)。   The sensor 31 performs sensing at a predetermined interval, and generates sensing data (actual measurement value) (S27). The data comparison unit 37 compares the actual measurement value and the predicted value, and if the difference between the actual measurement value and the predicted value is equal to or greater than the threshold value T1 as a result of the comparison, notifies the transmission unit 38 of the actual measurement value (S28).

また、データ比較部37は、比較の結果、実測値と予測値との差が閾値T1以上の場合、センシングデータ(実測値)を有効計測値として有効データ記憶部33に書き込む(S29)。この場合、データ比較部37は、センサ31毎に、実測値の送信数をカウントする(S30)。   Further, when the difference between the actually measured value and the predicted value is equal to or greater than the threshold value T1 as a result of the comparison, the data comparing unit 37 writes the sensing data (actually measured value) to the effective data storage unit 33 as an effective measured value (S29). In this case, the data comparison unit 37 counts the number of transmitted actual values for each sensor 31 (S30).

データ比較部37は、所定時間内の実測値の送信数(送信頻度)が閾値T2を超えた場合、予測エラーを予測モデル判定部32に通知する(S31)。予測モデル判定部32は、予測エラーを受信すると、図3で説明した規則に従って予測モデルを変更する(S32)。予測モデル判定部32は、予測モデルの変更をデータ予測部36に通知する(S33)。   The data comparison part 37 notifies a prediction error to the prediction model determination part 32, when the transmission number (transmission frequency) of the measured value within the predetermined time exceeds the threshold value T2 (S31). When receiving the prediction error, the prediction model determination unit 32 changes the prediction model according to the rules described with reference to FIG. 3 (S32). The prediction model determination unit 32 notifies the data prediction unit 36 of the change of the prediction model (S33).

送信部38は、データ比較部37から実測値が通知された場合、センサノードID,センサID,及び実測値とを含む送信データをサーバ21へ送信する(S34)。   When the measured value is notified from the data comparing unit 37, the transmitting unit 38 transmits transmission data including the sensor node ID, the sensor ID, and the measured value to the server 21 (S34).

サーバ21側では、受信部48は、センサノード11からの送信データを受信すると、実測値受信判定部47へ送信する(S35)。   On the server 21 side, when receiving the transmission data from the sensor node 11, the receiving unit 48 transmits it to the measured value reception determining unit 47 (S35).

実測値受信判定部47は、センサノード11からの送信データに含まれる実測値をアプリケーションデータ記憶部45へ格納する(S36)と共に、上位のアプリケーション49へ転送する(S37)。また、実測値受信判定部47は、センサノード11ID及びセンサIDの組み合わせ毎に、送信データの受信数をカウントする(S38)。   The actual value reception determination unit 47 stores the actual value included in the transmission data from the sensor node 11 in the application data storage unit 45 (S36) and transfers it to the upper application 49 (S37). Further, the actual measurement value reception determination unit 47 counts the number of transmission data received for each combination of the sensor node 11 ID and the sensor ID (S38).

実測値受信判定部47は、所定時間内の実測値の送信数(送信頻度)が閾値T2を超えた場合、予測エラーを予測モデル判定部42に通知する(S39)。なお、実測値受信判定部47は、実測値の送信があったことだけを予測モデル判定部42に通知し、予測モデル判定部42が単位時間当たりの送信頻度を算出してもよい。   The actual measurement value reception determination unit 47 notifies the prediction model determination unit 42 of a prediction error when the number of transmissions of actual measurement values (transmission frequency) within a predetermined time exceeds the threshold T2 (S39). Note that the actual measurement value reception determination unit 47 may notify the prediction model determination unit 42 only that the actual measurement value has been transmitted, and the prediction model determination unit 42 may calculate the transmission frequency per unit time.

予測モデル判定部42は、予測エラーを受信すると、図3で説明した規則に従って予測モデルを変更する(S40)。予測モデル判定部42は、予測モデルの変更をデータ予測部46に通知する(S41)。   When the prediction model determination unit 42 receives a prediction error, the prediction model determination unit 42 changes the prediction model according to the rules described with reference to FIG. 3 (S40). The prediction model determination unit 42 notifies the data prediction unit 46 of the change of the prediction model (S41).

一方で、実測値受信判定部47は、所定の時刻または所定時間内にセンサノード11からの送信データを受信しない場合、データ予測部46に予測指示を行う(S42)。   On the other hand, when the measured value reception determination unit 47 does not receive the transmission data from the sensor node 11 within a predetermined time or a predetermined time, the actual value reception determination unit 47 issues a prediction instruction to the data prediction unit 46 (S42).

データ予測部46は、アプリケーションデータ記憶部45から、有効計測値を新しい方から1以上読み出す(S43)。データ予測部46は、その1以上の有効計測値と、現在有効になっている予測モデルとを用いて、次のセンシングデータの予測値を算出する(S44)。データ予測部46は、センサノード11からの送信データを有効計測値としてアプリケーションデータ記憶部45へ格納する(S45)と共に、上位のアプリケーション49へ転送する(S46)。   The data prediction unit 46 reads one or more effective measurement values from the new one from the application data storage unit 45 (S43). The data prediction unit 46 calculates the predicted value of the next sensing data using the one or more effective measurement values and the prediction model currently effective (S44). The data prediction unit 46 stores the transmission data from the sensor node 11 as an effective measurement value in the application data storage unit 45 (S45) and transfers it to the upper application 49 (S46).

図8は、本実施形態(実施例1)における予測モデル判定部(ノード側及びサーバ側)の処理フローを示す。予測モデル判定部32,42は、起動時、予測モデルを変更した時刻を保持するパラメータであるモデル変更時刻Tmの初期化を行う(S51)。   FIG. 8 shows a processing flow of the prediction model determination unit (node side and server side) in the present embodiment (Example 1). The prediction model determination units 32 and 42 initialize the model change time Tm, which is a parameter for holding the time when the prediction model is changed, at the time of activation (S51).

予測モデル判定部32,42は、予測エラー通知を受信すると(S52で「YES」)、予測モデルを変更し(S53)、予測モデルの変更をデータ予測部36、46に指示する。予測モデル判定部32,42は、予測モデルを変更した時刻をモデル変更時刻Tmに記録する(S54)。その後、S52の処理へ戻る。   When receiving the prediction error notification (“YES” in S52), the prediction model determination units 32 and 42 change the prediction model (S53) and instruct the data prediction units 36 and 46 to change the prediction model. The prediction model determination units 32 and 42 record the time when the prediction model is changed as the model change time Tm (S54). Thereafter, the process returns to S52.

S53について、例えば、現在の予測モデルが図3(A)である場合に予測エラー通知を受信すると、予測モデル判定部32,42は、予測モデルを図3(B)の予測モデルへと切り替える。また、現在の予測モデルが図3(B)である場合に予測エラー通知を受信すると、予測モデル判定部32,42は、予測モデルを図3(C)の予測モデルへと切り替える。   For S53, for example, when the prediction error notification is received when the current prediction model is FIG. 3A, the prediction model determination units 32 and 42 switch the prediction model to the prediction model of FIG. When the prediction error notification is received when the current prediction model is FIG. 3B, the prediction model determination units 32 and 42 switch the prediction model to the prediction model of FIG.

予測エラー通知を受信しない場合(S52で「NO」)、S55の処理へ進む。
予測モデル判定部32,42は、現在の時刻を取得し、モデル変更時刻Tmからの経過時間ΔTを算出する(S55)。
When the prediction error notification is not received (“NO” in S52), the process proceeds to S55.
The prediction model determination units 32 and 42 obtain the current time and calculate the elapsed time ΔT from the model change time Tm (S55).

モデル変更時刻Tm≦閾値T3の場合(所定時間が経過していない場合)(S56で「No」)、S52へ戻る。モデル変更時刻Tm>閾値T3の場合(所定時間が経過している場合)(S56で「Yes」)、予測モデル判定部32,42は、次の処理を行う。すなわち、予測モデル判定部32,42は、予測モデルを変更し(S57)、予測モデルの変更をデータ予測部36、46に指示する。予測モデル判定部32,42は、予測モデルを変更した時刻をモデル変更時刻Tmに記録する(S58)。その後、S52の処理へ戻る。   When the model change time Tm ≦ the threshold T3 (when the predetermined time has not elapsed) (“No” in S56), the process returns to S52. When model change time Tm> threshold value T3 (when a predetermined time has elapsed) (“Yes” in S56), the prediction model determination units 32 and 42 perform the following processing. That is, the prediction model determination units 32 and 42 change the prediction model (S57), and instruct the data prediction units 36 and 46 to change the prediction model. The prediction model determination units 32 and 42 record the time when the prediction model is changed as the model change time Tm (S58). Thereafter, the process returns to S52.

S57について、例えば、現在の予測モデルが図3(C)である場合に予測エラー通知を受信すると、予測モデル判定部32,42は、予測モデルを図3(B)の予測モデルへと切り替える。また、現在の予測モデルが図3(B)である場合に予測エラー通知を受信すると、予測モデル判定部32,42は、予測モデルを図3(A)の予測モデルへと切り替える。   For S57, for example, when a prediction error notification is received when the current prediction model is FIG. 3C, the prediction model determination units 32 and 42 switch the prediction model to the prediction model of FIG. When the prediction error notification is received when the current prediction model is FIG. 3B, the prediction model determination units 32 and 42 switch the prediction model to the prediction model of FIG.

このように、図8では、予測モデル判定部32,42は、エラー通知を受信する度により複雑な予測モデルまたは移動平均モデルに切り替え、所定時間が経過したら、より簡単なモデルに切り替える。   As described above, in FIG. 8, the prediction model determination units 32 and 42 switch to a more complicated prediction model or moving average model each time an error notification is received, and switch to a simpler model when a predetermined time has elapsed.

なお、図8では、予測モデル判定部32,42は、送信頻度が閾値T2を越えたか否かに基づいてデータ比較部37または実測値受信判定部47により発行されるエラー通知を受信して、予想モデルの切替を行っていたが、これに限定されない。たとえば、予測モデル判定部32,42が、図8の処理に加え、送信頻度が閾値T2を越えたか否かの判定を行ってもよい。これについて、図9を用いて説明する。   In FIG. 8, the prediction model determination units 32 and 42 receive the error notification issued by the data comparison unit 37 or the actual measurement value reception determination unit 47 based on whether or not the transmission frequency exceeds the threshold value T2, Although the prediction model was switched, it is not limited to this. For example, the prediction model determination units 32 and 42 may determine whether or not the transmission frequency exceeds the threshold T2 in addition to the processing of FIG. This will be described with reference to FIG.

図9は、本実施形態(実施例1)における予測モデル判定部(ノード側及びサーバ側)の処理フローの他の例を示す。予測モデル判定部32,42は、予測モデルを変更した時刻を保持するパラメータであるモデル変更時刻Tmの初期化を行う(S61)。   FIG. 9 shows another example of the processing flow of the prediction model determination unit (node side and server side) in the present embodiment (Example 1). The prediction model determination units 32 and 42 initialize the model change time Tm, which is a parameter for holding the time when the prediction model is changed (S61).

予測モデル判定部32,42は、データ比較部37により実測値の送信または実測値受信判定部47より実測値を含む送信データの受信の通知があった場合(S62で「YES」)、送信頻度Fsを算出する(S63)。ここでは、予測モデル判定部32,42は、データ比較部37により実測値の送信または実測値受信判定部47より実測値を含む送信データの受信の通知を受ける度に、その通知数をカウントしている。予測モデル判定部32,42は、所定時間内のその通知数(送信頻度Fs)が閾値T2を超えたか否かを判定する。   When the data comparison unit 37 notifies the prediction model determination units 32 and 42 of transmission of actual values or reception of transmission data including actual values from the actual value reception determination unit 47 ("YES" in S62), the transmission frequency is determined. Fs is calculated (S63). Here, each time the prediction model determination units 32 and 42 receive notification of transmission of actual values from the data comparison unit 37 or reception of transmission data including actual values from the actual value reception determination unit 47, the prediction model determination units 32 and 42 count the number of notifications. ing. The prediction model determination units 32 and 42 determine whether or not the number of notifications (transmission frequency Fs) within a predetermined time exceeds the threshold T2.

送信頻度Fs>閾値T2の場合(S64で「YES」)、予測モデル判定部32,42は、予測モデルを変更し(S65)、予測モデルの変更をデータ予測部36、46に指示する。S65の処理はS53と同じである。予測モデル判定部32,42は、予測モデルを変更した時刻をモデル変更時刻Tmに記録する(S66)。その後、S62の処理へ戻る。   When transmission frequency Fs> threshold value T2 (“YES” in S64), the prediction model determination units 32 and 42 change the prediction model (S65) and instruct the data prediction units 36 and 46 to change the prediction model. The process of S65 is the same as S53. The prediction model determination units 32 and 42 record the time when the prediction model is changed as the model change time Tm (S66). Thereafter, the process returns to S62.

データ比較部37により実測値の送信または実測値受信判定部47より実測値を含む送信データの受信の通知がない場合(S62で「NO」)または送信頻度Fs≦閾値T2の場合(S64で「NO」)、S67の処理へ進む。   When the data comparison unit 37 does not notify the transmission of the actual measurement value or the reception of the transmission data including the actual measurement value from the actual measurement value reception determination unit 47 (“NO” in S62) or when the transmission frequency Fs ≦ the threshold value T2 (“ NO "), the process proceeds to S67.

予測モデル判定部32,42は、現在の時刻を取得し、モデル変更時刻Tmからの経過時間ΔTを算出する(S67)。   The prediction model determination units 32 and 42 obtain the current time and calculate the elapsed time ΔT from the model change time Tm (S67).

モデル変更時刻Tm≦閾値T3の場合(所定時間が経過していない場合)(S68で「No」)、S62へ戻る。モデル変更時刻Tm>閾値T3の場合(所定時間が経過している場合)(S68で「Yes」)、予測モデル判定部32,42は、次の処理を行う。すなわち、予測モデル判定部32,42は、予測モデルを変更し(S69)、予測モデルの変更をデータ予測部36、46に指示する。予測モデル判定部32,42は、予測モデルを変更した時刻をモデル変更時刻Tmに記録する(S70)。その後、S62の処理へ戻る。   When the model change time Tm ≦ the threshold T3 (when the predetermined time has not elapsed) (“No” in S68), the process returns to S62. When model change time Tm> threshold value T3 (when a predetermined time has elapsed) (“Yes” in S68), the prediction model determination units 32 and 42 perform the following processing. That is, the prediction model determination units 32 and 42 change the prediction model (S69), and instruct the data prediction units 36 and 46 to change the prediction model. The prediction model determination units 32 and 42 record the time when the prediction model is changed as the model change time Tm (S70). Thereafter, the process returns to S62.

実施例1によれば、実測値の送信頻度に応じて、予測モデルをより適切な予測モデルに変更することができる。そのため、観測環境の変化に対応した予測モデルに変更することにより、実測値と予測値との誤差が低減し、実測値を送る頻度が低減するので、電力消費量を低減させることができる。   According to the first embodiment, the prediction model can be changed to a more appropriate prediction model according to the transmission frequency of the actual measurement value. Therefore, by changing to the prediction model corresponding to the change in the observation environment, the error between the actual measurement value and the prediction value is reduced, and the frequency of sending the actual measurement value is reduced, so that the power consumption can be reduced.

(実施例2)
実施例2では、2つの予測モデルによる予測を同時に行い、その予測結果の良い方の予測モデルへ変更する例を説明する。例えば、現在適用している予測モデルが図3(B)または図3(C)の場合に、センサノードは、現在適用している予測モデルと、その1つ前の順の予測モデルによる予測とを同時に行う。ここで、現在適用している予測モデルが図3(B)の場合、その1つ前の順の予測モデルは図3(A)となる。また、現在適用している予測モデルが図3(C)の場合、その1つ前の順の予測モデルは図3(B)となる。そして、センサノードは、現在適用している予測モデルよりもその1つ前の予測モデルの予測成績の方が良い場合、すなわち、その1つ前の予測モデルの方が送信頻度が低い場合、予測モデルをそのよい方に変更する。このとき、センサノードは、予測モデルの変更のトリガとなった測定値の送信時に、予測モデルの変更についての予測モデル変更情報を付加して送信する。
(Example 2)
In the second embodiment, an example will be described in which prediction using two prediction models is performed at the same time and the prediction model having a better prediction result is changed. For example, when the prediction model currently applied is FIG. 3B or FIG. 3C, the sensor node performs prediction based on the prediction model currently applied and the prediction model in the previous order. At the same time. Here, when the prediction model currently applied is FIG. 3 (B), the prediction model in the previous order is FIG. 3 (A). When the prediction model currently applied is FIG. 3C, the prediction model in the previous order is FIG. 3B. The sensor node predicts when the prediction result of the previous prediction model is better than the prediction model currently applied, that is, when the transmission frequency of the previous prediction model is lower. Change the model to the better one. At this time, the sensor node adds and transmits the prediction model change information regarding the change of the prediction model at the time of transmission of the measurement value that has triggered the change of the prediction model.

なお、実施例2では、実施例1と同一の構成、処理、機能については実施例1と同一の符号を付し、その説明を省略する。   In the second embodiment, the same configurations, processes, and functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.

図10は、本実施形態(実施例2)におけるセンサノードの一例を示す。図10のセンサノード11は、図4のセンサノードにおけるデータ予測部36及びデータ比較部37を、2対のデータ予測部36a,36b、データ比較部37a,37bに置き換えたものである。   FIG. 10 shows an example of a sensor node in the present embodiment (Example 2). The sensor node 11 in FIG. 10 is obtained by replacing the data prediction unit 36 and the data comparison unit 37 in the sensor node in FIG. 4 with two pairs of data prediction units 36a and 36b and data comparison units 37a and 37b.

図11(図11A、図11B、図11C)は、本実施形態(実施例2)におけるセンサノードのシーケンス図である。図11のシーケンスは、図7AのS24〜S34をS81〜S97に置き換えたものに相当する。   FIG. 11 (FIGS. 11A, 11B, and 11C) is a sequence diagram of sensor nodes in the present embodiment (Example 2). The sequence in FIG. 11 corresponds to a sequence obtained by replacing S24 to S34 in FIG. 7A with S81 to S97.

センサノード11側において、データ予測部A(36a)は、有効データ記憶部33から、有効計測値を新しい方から1以上読み出す(S81)。このとき、データ予測部B(36b)も同様に、有効データ記憶部33から、有効計測値を新しい方から1以上読み出す(S82)。   On the sensor node 11 side, the data prediction unit A (36a) reads one or more effective measurement values from the effective data storage unit 33 from the newer one (S81). At this time, the data prediction unit B (36b) similarly reads one or more effective measurement values from the effective data storage unit 33 from the newer one (S82).

データ予測部A(36a)は、その1以上の有効計測値と、現在有効になっている予測モデルとを用いて、次のセンシングデータの予測値を算出し、算出した予測値をデータ比較部A(37a)に送る(S83)。データ予測部B(36b)は、読み出した有効計測値と、現在有効になっている予測モデルとを用いて、次のセンシングデータの予測値を算出し、算出した予測値をデータ比較部B(37b)に送る(S84)。   The data prediction unit A (36a) calculates the predicted value of the next sensing data using the one or more effective measurement values and the prediction model currently effective, and the calculated prediction value is used as the data comparison unit. Send to A (37a) (S83). The data prediction unit B (36b) calculates the predicted value of the next sensing data using the read effective measurement value and the prediction model that is currently valid, and uses the calculated prediction value as the data comparison unit B ( 37b) (S84).

センサ31は、所定間隔でセンシングを行い、センシングデータ(実測値)を生成し、データ比較部A(37a)、データ比較部B(37b)に出力する(S85、S86)。   The sensor 31 performs sensing at a predetermined interval, generates sensing data (actually measured value), and outputs it to the data comparison unit A (37a) and the data comparison unit B (37b) (S85, S86).

データ比較部A(37a)は、実測値と予測値とを比較する。比較の結果、実測値と予測値との差が閾値T1以上の場合、データ比較部A(37a)は、実測値の送信数をカウントし、データ予測部A(36a)で現在適用されている予測モデル適用時の送信頻度(予測成績A)を算出する(S87)。   The data comparison unit A (37a) compares the actual measurement value with the predicted value. As a result of the comparison, if the difference between the actual measurement value and the predicted value is equal to or greater than the threshold value T1, the data comparison unit A (37a) counts the number of transmissions of the actual measurement value and is currently applied by the data prediction unit A (36a). The transmission frequency (prediction result A) when applying the prediction model is calculated (S87).

また、データ比較部B(37b)は、実測値と予測値とを比較する。比較の結果、実測値と予測値との差が閾値T1以上の場合、データ比較部B(37b)は、カウンタをカウントする。データ比較部B(37b)は、カウンタの値を、データ予測部B(36b)で現在適用されている予測モデル適用時の仮の送信数とし、所定時間内の仮の送信数から送信頻度(予測成績B)を算出する(S88)。   Further, the data comparison unit B (37b) compares the actual measurement value with the predicted value. As a result of the comparison, when the difference between the actually measured value and the predicted value is equal to or greater than the threshold value T1, the data comparison unit B (37b) counts the counter. The data comparison unit B (37b) sets the counter value as the provisional transmission number when the prediction model currently applied by the data prediction unit B (36b) is applied, and determines the transmission frequency (from the provisional transmission number within a predetermined time). Predicted results B) are calculated (S88).

データ比較部A(37a)は、予測成績Aを予測モデル判定部32に通知する(S89)。データ比較部B(37b)は、予測成績Bを予測モデル判定部32に通知する(S90)。   The data comparison unit A (37a) notifies the prediction result A to the prediction model determination unit 32 (S89). The data comparison part B (37b) notifies the prediction result B to the prediction model determination part 32 (S90).

予測モデル判定部32は、予測成績A,Bを比較し、送信頻度の低い方の予測成績に対応する予測モデルに変更する(S91)。予測モデル判定部32は、予測モデルの変更をデータ予測部A(36a)に通知する(S92)。また、予測モデル判定部32は、予測モデルの変更(データ予測部Aに通知したモデルの1つ前の予測モデル)をデータ予測部B(36b)に通知する(S93)。   The prediction model determination unit 32 compares the prediction results A and B, and changes the prediction model to the prediction model corresponding to the prediction result with the lower transmission frequency (S91). The prediction model determination unit 32 notifies the data prediction unit A (36a) of the change of the prediction model (S92). In addition, the prediction model determination unit 32 notifies the data prediction unit B (36b) of the change of the prediction model (the prediction model immediately before the model notified to the data prediction unit A) (S93).

予測モデル判定部32は、データ比較部A(37a)に変更後の予測モデルをサーバ21へ送信するように指示を行う(S94)。   The prediction model determination unit 32 instructs the data comparison unit A (37a) to transmit the changed prediction model to the server 21 (S94).

データ比較部A(37a)は、実測値とともに、変更後の予測モデルを送信部38に通知する(S95)。また、データ比較部A(37a)は、センシングデータ(実測値)を有効データ記憶部33に書き込む(S96)。   The data comparison unit A (37a) notifies the transmission unit 38 of the changed prediction model together with the actual measurement value (S95). In addition, the data comparison unit A (37a) writes the sensing data (actual measurement value) to the effective data storage unit 33 (S96).

送信部38は、データ比較部37からの通知に基づいて、センサノードID,センサID,実測値、および変更後の予測モデル情報とを含む送信データをサーバ21へ送信する(S97)。   Based on the notification from the data comparison unit 37, the transmission unit 38 transmits transmission data including the sensor node ID, the sensor ID, the actual measurement value, and the predicted model information after the change to the server 21 (S97).

実施例2によれば、より予測成績のよい予測モデルを採用することができるので、より精度のよい予測を行うことができる。   According to the second embodiment, since a prediction model with better prediction results can be adopted, more accurate prediction can be performed.

(実施例3)
センサノードの電源が商用電源等である場合には電力の消耗については考慮する必要が少ないので、センシングデータの精度を保持するためにセンシングデータ(実測値)を計測の度にサーバへ送信してもよい。
(Example 3)
When the sensor node power supply is a commercial power supply, etc., there is little need to consider the power consumption, so to maintain the accuracy of the sensing data, send the sensing data (actually measured value) to the server every time Also good.

しかしながら、センサノードがバッテリ駆動で動作している場合か、または太陽電池等の環境発電装置を使って動作しているときにおいて発電量が0になっている場合には、センシングデータの精度を保ちつつ、電力の消耗量を抑える必要がある。   However, if the sensor node is operating by battery drive, or if it is operating using an environmental power generation device such as a solar cell, and the power generation amount is 0, the accuracy of the sensing data is maintained. However, it is necessary to reduce power consumption.

そこで、実施例3では、センサノードがバッテリ駆動で動作している場合か、または太陽電池等の環境発電装置を使って動作しているとき(バッテリに限りがあるとき)において発電量が0になっている場合に、予測モデルの切替処理を行う。   Therefore, in the third embodiment, when the sensor node is operated by a battery or when it is operated using an environmental power generation device such as a solar cell (when the battery is limited), the power generation amount becomes zero. If it is, the prediction model is switched.

なお、実施例2では、実施例1と同一の構成、処理、機能については実施例1と同一の符号を付し、その説明を省略する。   In the second embodiment, the same configurations, processes, and functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.

図12は、本実施形態(実施例3)におけるセンサノードの一例を示す。図13のセンサノード11は、図4のセンサノードに、電源監視部39を追加したものである。電源監視部39の機能については、図14で説明する。   FIG. 12 shows an example of a sensor node in the present embodiment (Example 3). The sensor node 11 of FIG. 13 is obtained by adding a power supply monitoring unit 39 to the sensor node of FIG. The function of the power supply monitoring unit 39 will be described with reference to FIG.

図13は、本実施形態(実施例3)におけるセンサノードの処理フローを示す。電源監視部39は、センサノード11がバッテリ駆動で動作している場合か、または太陽電池等の環境発電装置を使って動作しているとき(バッテリに限りがあるとき)において発電量が0になっているかを判定する(S101)。   FIG. 13 shows a processing flow of the sensor node in the present embodiment (Example 3). The power monitoring unit 39 generates zero power when the sensor node 11 is operated by a battery or when the sensor node 11 is operated using an environmental power generation device such as a solar cell (when the battery is limited). It is determined whether it is (S101).

バッテリ駆動で動作している場合か、または太陽電池等の環境発電装置を使って動作しているときにおいて発電量が0になっている場合(S101で「YES」)、電源監視部39は、予測モデルの切替処理を開始する(S102)。例えば、電源監視部39は、データ予測部36に、図7AのS24の処理を行うように通知する。これ以降の処理は、図7A及び図7Bのシーケンス図と同様である。   When operating by battery drive or when operating using an environmental power generation device such as a solar cell and the amount of power generation is 0 (“YES” in S101), the power monitoring unit 39 The prediction model switching process is started (S102). For example, the power supply monitoring unit 39 notifies the data prediction unit 36 to perform the process of S24 in FIG. 7A. The subsequent processes are the same as those in the sequence diagrams of FIGS. 7A and 7B.

実施例3によれば、電力の消耗については考慮する必要がない場合には、送信頻度を考慮する必要がないので、予測値を算出する必要がないが、使用可能電力に制限がある場合に、センサノードに実施例1を適用することで、センシングデータの精度を保ちつつ、より消費電力を抑えることができる。   According to the third embodiment, when it is not necessary to consider power consumption, it is not necessary to calculate the transmission frequency because there is no need to consider the transmission frequency, but there is a limit to the available power. By applying the first embodiment to the sensor node, the power consumption can be further suppressed while maintaining the accuracy of the sensing data.

(実施例4)
実施例4は、実施例3の変形例である。実施例4では、センサノードがバッテリ駆動か太陽電池等の環境発電装置を使って動作している場合に、バッテリ残量、発電量、送信頻度、センサ等のセンサモジュール内の消費電力から電力収支を計算し、継続動作不可の場合に予測モデルの切替処理を行う。
Example 4
The fourth embodiment is a modification of the third embodiment. In the fourth embodiment, when the sensor node is operated using an environmental power generation device such as a battery drive or a solar cell, the power balance is calculated from the remaining battery power, the power generation amount, the transmission frequency, and the power consumption in the sensor module such as the sensor. When the continuous operation is impossible, the prediction model is switched.

なお、実施例4では、実施例3と同一の構成、処理、機能については実施例3と同一の符号を付し、その説明を省略する。   In the fourth embodiment, the same configurations, processes, and functions as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the third embodiment, and description thereof is omitted.

図14は、本実施形態(実施例4)におけるセンサノードの処理フローを示す。図14のフローは、図13のフローにS111〜S113の処理を追加ものである。   FIG. 14 shows a process flow of the sensor node in the present embodiment (Example 4). The flow of FIG. 14 is obtained by adding the processing of S111 to S113 to the flow of FIG.

バッテリまたは太陽電池等の環境発電装置を用いて動作している場合(S101で「YES」)、電源監視部39は、以下の電力の収支を計算する。   When operating using an environmental power generation device such as a battery or a solar battery (“YES” in S101), the power supply monitoring unit 39 calculates the following power balance.

まず、評価する期間T、バッテリ残量P0[w]、発電量GP[w/h]の場合、電源監視部39は、総電力P[w]=P0+GP×Tを計算する(S111)。   First, in the evaluation period T, the remaining battery power P0 [w], and the power generation amount GP [w / h], the power supply monitoring unit 39 calculates total power P [w] = P0 + GP × T (S111).

次に、電源監視部39は、消費電力を、通信部:Pr[w]、CPU部:Pc[w]、センサ部Ps[w]等毎に計測する。ここで、通信部の消費電力Pr[w]は、1送信あたりの消費電力と送信頻度から計算される。CPU部の消費電力Pc[w]は、起動時の消費電力と動作時間から計算される。センサ部の消費電力Ps[w]は、1計測当たりの消費電力とT当たりの測定回数から計算される。更に、これらをもとに
電源監視部39は、総消費電力C=Pr+Pc+Ps[w]を算出する(S112)。
Next, the power monitoring unit 39 measures the power consumption for each communication unit: Pr [w], CPU unit: Pc [w], sensor unit Ps [w], and the like. Here, the power consumption Pr [w] of the communication unit is calculated from the power consumption per transmission and the transmission frequency. The power consumption Pc [w] of the CPU unit is calculated from the power consumption at startup and the operation time. The power consumption Ps [w] of the sensor unit is calculated from the power consumption per measurement and the number of measurements per T. Further, based on these, the power supply monitoring unit 39 calculates total power consumption C = Pr + Pc + Ps [w] (S112).

ここで、総電力P<総消費電力Cの場合(S113で「YES」)、電源監視部39は、予測モデルの切替処理を開始する(S102)。例えば、電源監視部39は、データ予測部36に、図7AのS24の処理を行うように通知する。これ以降の処理は、図7A及び図7Bのシーケンス図と同様である。   Here, when total power P <total power consumption C (“YES” in S113), the power supply monitoring unit 39 starts the prediction model switching process (S102). For example, the power supply monitoring unit 39 notifies the data prediction unit 36 to perform the process of S24 in FIG. 7A. The subsequent processes are the same as those in the sequence diagrams of FIGS. 7A and 7B.

実施例4によれば、使用可能電力に制限がある場合、センサノード11の電力収支を考慮して、使用可能電力よりも消費電力の方が大きい場合、送信頻度を制限するために適切な予測モデルを用いて予測値を算出することができる。これにより、センシングデータの精度を保ちつつ、消費電力を抑えることができる。 According to the fourth embodiment, when the usable power is limited, the power balance of the sensor node 11 is taken into consideration, and when the power consumption is larger than the usable power, an appropriate prediction is performed to limit the transmission frequency. The predicted value can be calculated using the model. Thereby, power consumption can be suppressed while maintaining the accuracy of the sensing data.

(実施例5)
実施例5では、送信頻度が低く、安定してデータ予測が実施できる場合に、現在適用している予測モデルを使って次のセンシングデータを予測し、その予測値に応じて、センサが1回の計測にかける時間(計測時間)を決定することについて説明する。
(Example 5)
In the fifth embodiment, when the transmission frequency is low and the data prediction can be performed stably, the next sensing data is predicted using the currently applied prediction model, and the sensor is operated once according to the predicted value. Determining the time (measurement time) required for the measurement will be described.

温度等の1つのセンシングデータを測定するために、実際にはセンサが複数回の計測(サンプリング)を行い、平均値をとるなどの処理を行っている場合が多い。ここで、計測時間とは、センサによる1回の計測において、サンプリングが例えば10ms(ミリ秒)毎に行われるとすると、計測時間は、サンプリング間隔(10ms)×サンプリング回数で示される。例えば、赤外線による距離測定の場合には、計測時間は、サンプリング間隔×赤外線の照射回数で示される。   In order to measure a single sensing data such as temperature, the sensor often performs a process such as measuring (sampling) a plurality of times and taking an average value. Here, the measurement time is represented by sampling interval (10 ms) × sampling count when sampling is performed, for example, every 10 ms (milliseconds) in one measurement by the sensor. For example, in the case of distance measurement using infrared rays, the measurement time is indicated by sampling interval × infrared irradiation frequency.

なお、実施例5では、実施例1と同一の構成、処理、機能については実施例1と同一の符号を付し、その説明を省略する。   In the fifth embodiment, the same configurations, processes, and functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図15は、本実施形態(実施例5)におけるセンサノードの一例を示す。図15のセンサノード11は、図4のセンサノードに、センサ制御部51、計測時間記憶部52を追加したものである。   FIG. 15 shows an example of a sensor node in the present embodiment (Example 5). A sensor node 11 in FIG. 15 is obtained by adding a sensor control unit 51 and a measurement time storage unit 52 to the sensor node in FIG.

計測時間記憶部52は、予測値と計測時間(またはサンプリング回数)とを対応づけた予測値−計測時間関係情報を格納する。   The measurement time storage unit 52 stores predicted value-measurement time relationship information in which a predicted value and a measurement time (or the number of sampling times) are associated with each other.

センサ制御部51は、計測時間記憶部52の予測値−計測時間関係情報を参照して、予測値に基づいて、センサの計測時間(センサのサンプリング間隔×計測回数)を設定する。   The sensor control unit 51 refers to the predicted value-measurement time relationship information in the measurement time storage unit 52 and sets the sensor measurement time (sensor sampling interval × number of measurements) based on the predicted value.

図16は、本実施形態(実施例5)における予測値−計測時間関係情報の一例を示す。予測値−計測時間関係情報は、予測値に対応する計測時間が予め登録されている。なお、計測時間は、サンプリング回数でもよい。   FIG. 16 shows an example of predicted value-measurement time relationship information in the present embodiment (Example 5). In the predicted value-measurement time relationship information, the measurement time corresponding to the predicted value is registered in advance. Note that the measurement time may be the number of samplings.

図17は、本実施形態(実施例5)におけるセンサノードのシーケンス図である。図17のシーケンスは、図7AのS26〜S27の間に、S131〜S133の処理を追加したものである。   FIG. 17 is a sequence diagram of sensor nodes in the present embodiment (Example 5). The sequence of FIG. 17 is obtained by adding the processing of S131 to S133 between S26 to S27 of FIG. 7A.

センサノード11側において、データ予測部36は、有効データ記憶部33から、有効計測値を新しい方から1以上読み出す(S24)。データ予測部36は、その1以上の有効計測値と、現在有効になっている予測モデルとを用いて、次のセンシングデータの予測値を算出する(S25)。データ予測部36は、算出した予測値をデータ比較部36に送る(S26)。また、データ予測部36は、算出した予測値をセンサ制御部51に送る(S131)。   On the sensor node 11 side, the data prediction unit 36 reads one or more effective measurement values from the effective data storage unit 33 from the newer one (S24). The data prediction unit 36 calculates the predicted value of the next sensing data using the one or more effective measurement values and the prediction model currently effective (S25). The data prediction unit 36 sends the calculated predicted value to the data comparison unit 36 (S26). Further, the data prediction unit 36 sends the calculated predicted value to the sensor control unit 51 (S131).

センサ制御部51は、データ予測部36から予測値を受信すると、計測時間記憶部52の予測値−計測時間関係情報から、受信した予測値に対応する計測時間を取得する(S132)。センサ制御部51は、取得した計測時間をセンサ31に設定する(S133)。   When the sensor control unit 51 receives the predicted value from the data prediction unit 36, the sensor control unit 51 acquires the measurement time corresponding to the received predicted value from the predicted value-measurement time relationship information in the measurement time storage unit 52 (S132). The sensor control unit 51 sets the acquired measurement time in the sensor 31 (S133).

センサ31は、センサ制御部51によって設定された計測時間の間、所定間隔でセンシングを行い、センシングデータ(実測値)を生成する(S27)。これ以降は、図7A及び図7Bと同様なので、その説明を省略する。   The sensor 31 performs sensing at predetermined intervals during the measurement time set by the sensor control unit 51, and generates sensing data (actual measurement value) (S27). Since the subsequent steps are the same as those in FIGS. 7A and 7B, description thereof is omitted.

実施例5によれば、センサにおいて、ある測定精度における1回の測定にかかる時間が、測定値により変化するため、最適な測定時間に調整することで、無駄な電力を消費させないように制御することができる。   According to the fifth embodiment, in the sensor, the time taken for one measurement at a certain measurement accuracy varies depending on the measurement value. Therefore, the sensor is controlled so as not to consume useless power by adjusting to the optimum measurement time. be able to.

図18は、本実施形態にかかるセンサノードのハードウェア構成の一例を示す。センサノード11は、制御部61、センサ部62、記憶部63、無線通信インターフェース(I/F)、バス65、電源66を含む。制御部61、センサ部62、記憶部63、無線通信I/F64は、バス65で接続されている。   FIG. 18 shows an example of the hardware configuration of the sensor node according to the present embodiment. The sensor node 11 includes a control unit 61, a sensor unit 62, a storage unit 63, a wireless communication interface (I / F), a bus 65, and a power source 66. The control unit 61, sensor unit 62, storage unit 63, and wireless communication I / F 64 are connected by a bus 65.

センサ部62は、例えば、水位センサ、温度センサ、湿度センサ、ガスセンサ、光センサ、音センサ等の監視対象物をモニタリングする検知装置である。記憶部63は、RAM(Random Access Memory)、不揮発性メモリ等の総称である。不揮発性メモリは、例えばROM(Read Only Memory)、または読み書き可能なSSD(Solid State Drive)等の半導体メモリである。記憶部63は、有効データ記憶部33、誤差閾値記憶部34、計測時間記憶部52として機能する。また、記憶部63は、複数の予測モデル、閾値等を記憶する。   The sensor unit 62 is a detection device that monitors a monitoring object such as a water level sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a gas sensor, an optical sensor, and a sound sensor. The storage unit 63 is a generic term for a RAM (Random Access Memory), a nonvolatile memory, and the like. The nonvolatile memory is a semiconductor memory such as a ROM (Read Only Memory) or a readable / writable SSD (Solid State Drive). The storage unit 63 functions as an effective data storage unit 33, an error threshold storage unit 34, and a measurement time storage unit 52. The storage unit 63 stores a plurality of prediction models, threshold values, and the like.

制御部61は、センサノード61全体の動作を制御するプロセッサであり、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。制御部61は、本実施形態に係るプログラムを実行することにより、予測モデル判定部32、受信部35、データ予測部36、データ比較部37、送信部38、データ予測部36a,36b、データ比較部37a,37b、電源監視部39、センサ制御部51として機能する。   The control unit 61 is a processor that controls the operation of the entire sensor node 61, and is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The control unit 61 executes the program according to the present embodiment, whereby the prediction model determination unit 32, the reception unit 35, the data prediction unit 36, the data comparison unit 37, the transmission unit 38, the data prediction units 36a and 36b, the data comparison Functions as the units 37a and 37b, the power monitoring unit 39, and the sensor control unit 51.

無線通信I/F64は、無線通信を行うための処理を行うハードウェアである。
電源65は、制御部61、センサ部62、記憶部63、無線通信I/F64等の電子部品に電力を供給して動作させるための電源であり、例えば小型電池、充電池、太陽電池等である。
The wireless communication I / F 64 is hardware that performs processing for performing wireless communication.
The power source 65 is a power source for supplying electric power to electronic parts such as the control unit 61, the sensor unit 62, the storage unit 63, and the wireless communication I / F 64 to operate, such as a small battery, a rechargeable battery, and a solar cell. is there.

なお、センサノードは、本実施形態に係るプログラムを実行するプロセッサを含むコンピュータにより実現してもよい。   The sensor node may be realized by a computer including a processor that executes a program according to the present embodiment.

図19は、本実施形態におけるプログラムを実行するコンピュータのハードウェア環境の構成ブロック図の一例である。コンピュータ70は、サーバ21として機能する。コンピュータ70は、CPU72、ROM73、RAM76、通信I/F74、記憶装置77、出力I/F71、入力I/F75、読み取り装置78、バス79、出力機器81、入力機器82によって構成されている。   FIG. 19 is an example of a configuration block diagram of a hardware environment of a computer that executes a program according to the present embodiment. The computer 70 functions as the server 21. The computer 70 includes a CPU 72, ROM 73, RAM 76, communication I / F 74, storage device 77, output I / F 71, input I / F 75, reading device 78, bus 79, output device 81, and input device 82.

ここで、CPUは、中央演算装置を示す。ROMは、リードオンリメモリを示す。RAMは、ランダムアクセスメモリを示す。I/Fは、インターフェースを示す。バス79には、CPU72、ROM73、RAM76、通信I/F74、記憶装置77、出力I/F71、入力I/F75、及び読み取り装置78が接続されている。読み取り装置78は、可搬型記録媒体を読み出す装置である。出力機器81は、出力I/F71に接続されている。入力機器82は、入力I/F75に接続にされている。   Here, CPU indicates a central processing unit. ROM indicates a read-only memory. RAM indicates random access memory. I / F indicates an interface. A CPU 72, ROM 73, RAM 76, communication I / F 74, storage device 77, output I / F 71, input I / F 75, and reading device 78 are connected to the bus 79. The reading device 78 is a device that reads a portable recording medium. The output device 81 is connected to the output I / F 71. The input device 82 is connected to the input I / F 75.

記憶装置77としては、ハードディスク、フラッシュメモリ、磁気ディスクなど様々な形式の記憶装置を使用することができる。記憶装置77またはROM73には、CPU72を、誤差閾値設定部41、予想モデル判定部42、送信データ生成部43、送信部44、データ予測部46、実測値受信判定部47、受信部48として機能させる本実施形態に係るプログラムが格納されている。記憶装置77は、アプリケーションデータ記憶部45として機能する。また、記憶装置77は、誤差閾値等を格納する。RAM76には、情報が一時的に記憶される。   As the storage device 77, various types of storage devices such as a hard disk, a flash memory, and a magnetic disk can be used. In the storage device 77 or the ROM 73, the CPU 72 functions as an error threshold value setting unit 41, a prediction model determination unit 42, a transmission data generation unit 43, a transmission unit 44, a data prediction unit 46, an actual value reception determination unit 47, and a reception unit 48. A program according to the present embodiment is stored. The storage device 77 functions as the application data storage unit 45. The storage device 77 stores an error threshold value and the like. Information is temporarily stored in the RAM 76.

CPU72は、記憶装置77またはROM73から本実施形態に係るプログラムを読み出し、当該プログラムを実行する。   The CPU 72 reads the program according to the present embodiment from the storage device 77 or the ROM 73 and executes the program.

上記実施形態で説明した処理を実現するプログラムは、プログラム提供者側から通信ネットワーク80、および通信I/F74を介して、例えば記憶装置77に格納されてもよい。また、上記実施形態で説明した処理を実現するプログラムは、市販され、流通している可搬型記憶媒体に格納されていてもよい。この場合、この可搬型記憶媒体は読み取り装置78にセットされて、CPU72によってそのプログラムが読み出されて、実行されてもよい。可搬型記憶媒体としてはCD−ROM、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ICカード、USBメモリ装置など様々な形式の記憶媒体を使用することができる。このような記憶媒体に格納されたプログラムが読み取り装置78によって読み取られる。   The program for realizing the processing described in the above embodiment may be stored in, for example, the storage device 77 via the communication network 80 and the communication I / F 74 from the program provider side. Moreover, the program which implement | achieves the process demonstrated by the said embodiment may be stored in the portable storage medium marketed and distribute | circulated. In this case, the portable storage medium may be set in the reading device 78 and the program read by the CPU 72 and executed. As the portable storage medium, various types of storage media such as a CD-ROM, a flexible disk, an optical disk, a magneto-optical disk, an IC card, and a USB memory device can be used. The program stored in such a storage medium is read by the reading device 78.

また、入力機器82には、キーボード、マウス、電子カメラ、ウェブカメラ、マイク、スキャナ、センサ、タブレットなどを用いることが可能である。また、出力機器81には、ディスプレイ、プリンタ、スピーカなどを用いることが可能である。また、ネットワーク80は、インターネット、LAN、WAN、専用線、有線、無線等の通信網であってよい。   As the input device 82, a keyboard, a mouse, an electronic camera, a web camera, a microphone, a scanner, a sensor, a tablet, or the like can be used. The output device 81 can be a display, a printer, a speaker, or the like. The network 80 may be a communication network such as the Internet, a LAN, a WAN, a dedicated line, a wired line, and a wireless line.

なお、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を取ることができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations or embodiments can be taken without departing from the gist of the present invention.

1 センサ制御装置
2 センサ
3 予測部
4 送信部
5 変更部
6 計測時間調整部
11 センサノード
31 センサ
32 予測モデル判定部
33 有効データ記憶部
34 誤差閾値記憶部
35 受信部
36 データ予測部
37 データ比較部
38 送信部
41 誤差閾値設定部
42 予想モデル判定部
43 送信データ生成部
44 送信部
45 アプリケーションデータ記憶部
46 データ予測部
47 実測値受信判定部
48 受信部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor control apparatus 2 Sensor 3 Prediction part 4 Transmission part 5 Change part 6 Measurement time adjustment part 11 Sensor node 31 Sensor 32 Prediction model determination part 33 Effective data storage part 34 Error threshold value storage part 35 Reception part 36 Data prediction part 37 Data comparison Unit 38 transmission unit 41 error threshold setting unit 42 prediction model determination unit 43 transmission data generation unit 44 transmission unit 45 application data storage unit 46 data prediction unit 47 actual value reception determination unit 48 reception unit

Claims (9)

センサ制御装置とサーバ装置とを備えるセンサ管理システムにおける前記センサ制御装置であって、
計測対象を計測して計測結果である実測値を出力するセンサと、
前記計測結果を予測する複数の予測モデルのうちの1つを用いて前記計測結果の予測値を算出する予測部と、
前記実測値と前記予測値との差が所定の第1の閾値以上である場合にのみ、前記実測値を前記サーバ装置に送信する送信部と、
前記実測値の送信頻度が所定の第2の閾値を超えた場合に、前記複数の予測モデルのうちの前記1つを、所定の規則に従って、前記複数の予測モデルのうちの別の予測モデルへ変更する変更部と、
を備え、
前記サーバ装置は、
前記センサ制御装置から送信される前記実測値の受信頻度が前記第2の閾値以下である場合には、前記複数の予測モデルのうちの前記1つを用いて前記サーバ装置で算出した前記予測値を前記計測結果とし、
前記センサ制御装置から送信される前記実測値の受信頻度が前記第2の閾値を超えた場合には、前記複数の予測モデルのうちの前記1つを、前記所定の規則に従って、前記複数の予測モデルのうちの前記別の予測モデルへ変更し、前記別の予測モデルを用いて前記サーバ装置で算出した予測値を前記計測結果とする、
センサ制御装置。
The sensor control device in a sensor management system comprising a sensor control device and a server device,
A sensor that measures a measurement target and outputs an actual measurement value as a measurement result;
A prediction unit that calculates a predicted value of the measurement result using one of a plurality of prediction models for predicting the measurement result;
A transmission unit that transmits the actual measurement value to the server device only when the difference between the actual measurement value and the predicted value is equal to or greater than a predetermined first threshold;
When the transmission frequency of the actual measurement value exceeds a predetermined second threshold, the one of the plurality of prediction models is transferred to another prediction model among the plurality of prediction models according to a predetermined rule. Change part to be changed,
With
The server device
When the reception frequency of the actual measurement value transmitted from the sensor control device is equal to or less than the second threshold value, the prediction value calculated by the server device using the one of the plurality of prediction models As the measurement result,
When the reception frequency of the actual measurement value transmitted from the sensor control device exceeds the second threshold, the one of the plurality of prediction models is determined according to the predetermined rule. Change to the other prediction model of the model, the prediction value calculated by the server device using the another prediction model as the measurement result ,
Sensor control device.
前記変更部は、前記送信頻度が高いほど、前記複数の予測モデルのうちのより複雑な近似式に基づく前記予測モデルへ、または、前記複数の予測モデルのうちの所定の順番に基づく前記予測モデルへ、段階的に前記変更を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ制御装置。
The change unit, to the prediction model based on a more complicated approximate expression of the plurality of prediction models, or the prediction model based on a predetermined order of the plurality of prediction models, as the transmission frequency is high The sensor control device according to claim 1, wherein the change is performed step by step.
前記変更部は、前記送信頻度が所定時間、所定値以下の場合、前記複数の予測モデルのうちのより簡単な近似式に基づく予測モデルへ、または、前記複数の予測モデルのうちの前記順番の逆の順番に基づく予測モデルへ、段階的に前記変更を行う
ことを特徴とする請求項2に記載のセンサ制御装置。
When the transmission frequency is equal to or less than a predetermined value for a predetermined time, the changing unit changes to a prediction model based on a simpler approximate expression of the plurality of prediction models or in the order of the plurality of prediction models. The sensor control device according to claim 2, wherein the change is made step by step to a prediction model based on the reverse order.
前記予測部は、
前記複数の予測モデルのうち段階的に変更した場合の変更前後の関係に該当する第1予測モデルと第2予測モデルを用いて、同一の事象についてそれぞれ予測値を算出し、
前記変更部は、現在適用されている前記第1予測モデルを用いて予測された場合であって所定時間にて前記実測値と前記予測値との差が所定の閾値以上になった回数を示す第1頻度よりも、前記第2予測モデルを用いて予測された場合であって所定時間にて前記実測値と前記予測値との差が所定の閾値以上になった回数を示す第2頻度の方が小さい場合、前記第1予測モデルを前記第2予測モデルに変更する
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載のセンサ制御装置。
The prediction unit
Using the first prediction model and the second prediction model corresponding to the relationship before and after the change when changing in a stepwise manner among the plurality of prediction models, calculating a prediction value for each of the same events,
The change unit indicates the number of times that a difference between the actual measurement value and the prediction value is equal to or greater than a predetermined threshold value in a predetermined time when the prediction is performed using the first prediction model currently applied. A second frequency indicating the number of times that the difference between the actual measurement value and the predicted value is equal to or greater than a predetermined threshold in a predetermined time, when the prediction is performed using the second prediction model, rather than the first frequency. The sensor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein when the direction is smaller, the first prediction model is changed to the second prediction model.
前記変更部は、前記センサ制御装置がバッテリを用いて動作している場合、または環境発電装置を用いて動作している状態であって発電していない場合、前記実測値の送信頻度に応じて、前記変更を行う
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項に記載のセンサ制御装置。
When the sensor control device is operating using a battery, or when the sensor control device is operating using an environmental power generation device and is not generating power, the changing unit is configured according to the transmission frequency of the actual measurement value. The sensor control device according to claim 1, wherein the change is performed.
前記変更部は、前記センサ制御装置がバッテリを用いて動作している場合、または環境発電装置を用いて動作している場合、前記センサ制御装置内の電力収支を算出し、使用可能電力よりも消費電力の方が大きい場合、前記実測値の送信頻度に応じて、前記変更を行う
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項に記載のセンサ制御装置。
The change unit calculates a power balance in the sensor control device when the sensor control device is operated using a battery, or is operated using an environmental power generation device. The sensor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein when the power consumption is larger, the change is performed according to a transmission frequency of the actual measurement value.
前記センサ制御装置は、さらに、
前記予測値に応じて、前記センサの計測時間を調整する計測時間調整部と、
を備えることを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか1項に記載のセンサ制御装置。
The sensor control device further includes:
A measurement time adjustment unit for adjusting the measurement time of the sensor according to the predicted value;
The sensor control apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
センサ制御装置とサーバ装置とを備えるセンサ管理システムにおける前記センサ制御装置としてコンピュータを機能させるためのセンサ制御プログラムであって、
前記コンピュータに、
センサから、計測対象を計測して計測結果である実測値を取得し、
前記計測結果を予測する複数の予測モデルのうちの1つを用いて前記計測結果の予測値を算出し、
前記実測値と前記予測値との差が所定の第1の閾値以上である場合にのみ前記実測値を前記サーバ装置に送信し、
前記実測値の送信頻度が所定の第2の閾値を超えた場合に、前記複数の予測モデルのうちの前記1つを、所定の規則に従って、前記複数の予測モデルのうちの別の予測モデルへ変更する
処理を実行させ、
前記サーバ装置は、
前記センサ制御装置から送信される前記実測値の受信頻度が前記第2の閾値以下である場合には、前記複数の予測モデルのうちの前記1つを用いて前記サーバ装置で算出した前記予測値を前記計測結果とし、
前記センサ制御装置から送信される前記実測値の受信頻度が前記第2の閾値を超えた場合には、前記複数の予測モデルのうちの前記1つを、前記所定の規則に従って、前記複数の予測モデルのうちの前記別の予測モデルへ変更し、前記別の予測モデルを用いて前記サーバ装置で算出した予測値を前記計測結果とする、
センサ制御プログラム。
A sensor control program for causing a computer to function as the sensor control device in a sensor management system comprising a sensor control device and a server device,
In the computer,
From the sensor, measure the measurement object and obtain the actual measurement value as the measurement result.
Calculating a predicted value of the measurement result using one of a plurality of prediction models for predicting the measurement result;
Only when the difference between the measured value and the predicted value is greater than or equal to a predetermined first threshold value, the measured value is transmitted to the server device,
When the transmission frequency of the actual measurement value exceeds a predetermined second threshold, the one of the plurality of prediction models is transferred to another prediction model of the plurality of prediction models according to a predetermined rule. Execute the process to change,
The server device
When the reception frequency of the actual measurement value transmitted from the sensor control device is equal to or less than the second threshold value, the prediction value calculated by the server device using the one of the plurality of prediction models As the measurement result,
When the reception frequency of the actual measurement value transmitted from the sensor control device exceeds the second threshold, the one of the plurality of prediction models is determined according to the predetermined rule. Change to the other prediction model of the model, the prediction value calculated by the server device using the another prediction model as the measurement result ,
Sensor control program.
センサ制御装置とサーバ装置とを備えるセンサ管理システムにおける前記センサ制御装置として機能するコンピュータが行うセンサ制御方法であって、
前記コンピュータが、
センサから、計測対象を計測して計測結果である実測値を取得し、
前記計測結果を予測する複数の予測モデルのうちの1つを用いて前記計測結果の予測値を算出し、
前記実測値と前記予測値との差が所定の第1の閾値以上である場合にのみ前記実測値を前記サーバ装置に送信し、
前記実測値の送信頻度が所定の第2の閾値を超えた場合に、前記複数の予測モデルのうちの前記1つを、所定の規則に従って、前記複数の予測モデルのうちの別の予測モデルへ変更し、
前記サーバ装置は、
前記センサ制御装置から送信される前記実測値の受信頻度が前記第2の閾値以下である場合には、前記複数の予測モデルのうちの前記1つを用いて前記サーバ装置で算出した前記予測値を前記計測結果とし、
前記センサ制御装置から送信される前記実測値の受信頻度が前記第2の閾値を超えた場合には、前記複数の予測モデルのうちの前記1つを、前記所定の規則に従って、前記複数の予測モデルのうちの前記別の予測モデルへ変更し、前記別の予測モデルを用いて前記サーバ装置で算出した予測値を前記計測結果とする、
センサ制御方法。
A sensor control method performed by a computer functioning as the sensor control device in a sensor management system comprising a sensor control device and a server device,
The computer is
From the sensor, measure the measurement object and obtain the actual measurement value as the measurement result.
Calculating a predicted value of the measurement result using one of a plurality of prediction models for predicting the measurement result;
Only when the difference between the measured value and the predicted value is greater than or equal to a predetermined first threshold value , the measured value is transmitted to the server device,
When the transmission frequency of the actual measurement value exceeds a predetermined second threshold, the one of the plurality of prediction models is transferred to another prediction model of the plurality of prediction models according to a predetermined rule. change,
The server device
When the reception frequency of the actual measurement value transmitted from the sensor control device is equal to or less than the second threshold value, the prediction value calculated by the server device using the one of the plurality of prediction models As the measurement result,
When the reception frequency of the actual measurement value transmitted from the sensor control device exceeds the second threshold, the one of the plurality of prediction models is determined according to the predetermined rule. Change to the other prediction model of the model, the prediction value calculated by the server device using the another prediction model as the measurement result ,
Sensor control method.
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