JP6617781B2 - 管理システム、管理装置、管理方法および管理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、管理システム、管理装置、センサ、管理方法および管理プログラムに関し、特に、管理対象に関する計測を行なう管理システム、管理装置、当該管理システムにおけるセンサ、管理方法および管理プログラムに関する。

無線端末装置が通信可能なエリアであるセルを形成する無線基地局装置による通信サービスが提供されており、このような通信サービス等を利用したシステムとして、Ｍ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ）システムが知られている。Ｍ２Ｍシステムでは、たとえば、無線機を搭載した機器同士が人間を介在せずに相互に情報をやり取りすることにより、自動的に機器の制御が行われる。

Ｍ２Ｍシステムの一例として、たとえば、特許文献１（特許第４２３７１３４号公報）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、無線端末と、当該無線端末との無線通信が可能なゲートウェイノードと、無線端末の位置情報を保持する位置情報記憶装置とを有する移動体通信ネットワークと、上記無線端末からのメッセージ送信先である端末が接続される他のネットワークとがゲートウェイを介して接続されてなるネットワークシステムである。当該ネットワークシステムは、上記無線端末ごとに予め定めた送信先である上記端末のアドレスを保持する端末アドレス保持手段を有する。上記無線端末から上記端末へメッセージを送信する際には、上記ゲートウェイノードは、上記無線端末より無線フレームを受信すると、上記端末アドレス保持手段にアクセスして、無線端末ごとにメッセージの送信先の端末アドレスを特定し、当該特定した送信先の端末宛に上記ゲートウェイを介してメッセージを送信する。上記端末より上記無線端末へメッセージを送信する際には、上記ゲートウェイは、上記位置情報記憶装置にアクセスし、上記無線端末のＩＤから位置情報を取得し、当該取得した位置情報から該当するゲートウェイノードへメッセージを転送する。当該ゲートウェイノードは、上記無線端末へ上記メッセージを転送する。

特許第４２３７１３４号公報

このようなＭ２Ｍシステムの１つの利用形態として、管理対象に関する計測結果を無線伝送することが可能な１または複数のセンサを設置し、各センサによる計測結果を基地局において収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理する管理システムが考えられる。

このような管理システムにおいて、各センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得可能とする技術が望まれる。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することが可能な管理システム、管理装置、センサ、管理方法および管理プログラムを提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる管理システムは、管理対象に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を送信する１または複数のセンサと、前記センサから前記センサ情報を受信する１または複数の基地局と、前記１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部と、前記蓄積部から前記センサ情報を取得して出力する出力部とを備える。

（３）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる管理装置は、管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、前記センサ情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成する情報作成部とを備える。

（７）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるセンサは、（１）に記載の管理システムにおけるセンサである。

（８）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる管理方法は、管理システムにおける管理方法であって、１または複数のセンサが、管理対象に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を送信するステップと、１または複数の基地局が、前記センサから前記センサ情報を受信するステップと、前記１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積するステップと、蓄積された前記センサ情報を取得して出力するステップとを含む。

（９）またこの発明の別の局面に係わる管理方法は、管理装置における管理方法であって、管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、前記センサ情報を取得するステップと、取得した前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成するステップとを含む。

（１０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる管理プログラムは、管理装置において用いられる管理プログラムであって、コンピュータに、管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、前記センサ情報を取得するステップと、取得した前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成するステップとを実行させるためのプログラムである。

本発明は、このような特徴的な処理部を備える管理システムとして実現できるだけでなく、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したり、管理システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したりすることができる。

また、本発明は、このような特徴的な処理部を備える管理装置として実現できるだけでなく、管理装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したり、管理装置を含むシステムとして実現したりすることができる。

本発明によれば、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る管理システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおけるセンサの構成を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおけるセンサおよび基地局間の通信の特徴を説明するための図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおいて、あるコンテナ内の湿度の計測結果の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおいて、図４のコンテナとは別のコンテナ内の湿度の計測結果の一例を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る管理システムの適用例である工場におけるある期間のパケットロスを示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る管理システムの適用例である工場におけるある期間のＬＱＩを示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る管理システムの構成を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおけるセンサ情報の処理シーケンスを示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおける管理装置の構成の一例を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る管理システムおよび管理装置の構成の他の例を示す図である。 図１２は、図８に示す管理システムを使用した場合の工場におけるある期間のパケットロスを示す図である。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る管理システムは、管理対象に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を送信する１または複数のセンサと、前記センサから前記センサ情報を受信する１または複数の基地局と、前記１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部と、前記蓄積部から前記センサ情報を取得して出力する出力部とを備える。

このように、１または複数の基地局から受信したセンサ情報を取捨選択することなく蓄積しておき、蓄積データを必要に応じて取り出す構成により、センサ情報を事後的に選択および解析することが可能となる。また、この選択基準を、管理内容等に応じて何回も変更することができる。すなわち、広く収集したセンサ情報を、所望のタイミングで種々の用途に利用することができる。したがって、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することができる。

（２）好ましくは、前記管理システムは、さらに、前記出力部から受けた前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成する管理装置を備える。

このような構成により、広く収集したセンサ情報からより有用な管理情報を作成し、管理対象をより適切に管理することができる。

（３）本発明の実施の形態に係る管理装置は、管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、前記センサ情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成する情報作成部とを備える。

このように、１または複数の基地局から受信したセンサ情報を取捨選択することなく蓄積しておき、蓄積データを必要に応じて取り出す構成により、センサ情報を事後的に選択および解析することが可能となる。また、この選択基準を、管理内容等に応じて何回も変更することができる。すなわち、広く収集したセンサ情報を、所望のタイミングで種々の用途に利用することができる。したがって、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することができる。

（４）好ましくは、前記情報作成部は、前記１または複数の基地局が受信した前記センサ情報のうちの少なくともいずれか１つを選択し、選択した前記センサ情報に基づいて前記管理情報を作成する。

このような構成により、たとえば、センサから基地局への無線伝送路を事後的に選択することができる。すなわち、良好な無線通信により伝送されたセンサ情報を選択することができるため、管理対象自体の異常を正しく判断することができ、管理対象をより正しく管理することができる。

（５）好ましくは、前記センサ情報には時刻情報が付されており、前記情報作成部は、前記時刻情報に基づいて、時系列の情報を含む前記管理情報を作成する。

このような構成により、センサ情報の示す計測結果の、ある期間における時間的推移を把握することができるため、管理対象をより適切に管理することができる。

（６）より好ましくは、前記管理装置は、さらに、前記管理情報を提示し、提示内容を定期的または不定期に更新する提示制御部を備える。

このような構成により、最新の計測結果を把握することができ、たとえば管理対象の異常を迅速に検出することができる。

（７）本発明の実施の形態に係るセンサは、（１）に記載の管理システムにおけるセンサである。

このように、１または複数の基地局から受信したセンサ情報を取捨選択することなく蓄積しておき、蓄積データを必要に応じて取り出す構成により、センサ情報を事後的に選択および解析することが可能となる。また、この選択基準を、管理内容等に応じて何回も変更することができる。すなわち、広く収集したセンサ情報を、所望のタイミングで種々の用途に利用することができる。したがって、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することができる。

（８）本発明の実施の形態に係る管理方法は、管理システムにおける管理方法であって、１または複数のセンサが、管理対象に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を送信するステップと、１または複数の基地局が、前記センサから前記センサ情報を受信するステップと、前記１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積するステップと、蓄積された前記センサ情報を取得して出力するステップとを含む。

このように、１または複数の基地局から受信したセンサ情報を取捨選択することなく蓄積しておき、蓄積データを必要に応じて取り出す構成により、センサ情報を事後的に選択および解析することが可能となる。また、この選択基準を、管理内容等に応じて何回も変更することができる。すなわち、広く収集したセンサ情報を、所望のタイミングで種々の用途に利用することができる。したがって、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することができる。

（９）本発明の実施の形態に係る管理方法は、管理装置における管理方法であって、管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、前記センサ情報を取得するステップと、取得した前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成するステップとを含む。

このように、１または複数の基地局から受信したセンサ情報を取捨選択することなく蓄積しておき、蓄積データを必要に応じて取り出す構成により、センサ情報を事後的に選択および解析することが可能となる。また、この選択基準を、管理内容等に応じて何回も変更することができる。すなわち、広く収集したセンサ情報を、所望のタイミングで種々の用途に利用することができる。したがって、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することができる。

（１０）本発明の実施の形態に係る管理プログラムは、管理装置において用いられる管理プログラムであって、コンピュータに、管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、前記センサ情報を取得するステップと、取得した前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成するステップとを実行させるためのプログラムである。

このように、１または複数の基地局から受信したセンサ情報を取捨選択することなく蓄積しておき、蓄積データを必要に応じて取り出す構成により、センサ情報を事後的に選択および解析することが可能となる。また、この選択基準を、管理内容等に応じて何回も変更することができる。すなわち、広く収集したセンサ情報を、所望のタイミングで種々の用途に利用することができる。したがって、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

図１は、本発明の実施の形態に係る管理システムの構成を示す図である。

図１を参照して、管理システム３０１は、基地局１０１と、１または複数のセンサ２０２と、蓄積装置（蓄積部）１１１と、管理装置１１２とを備える。

管理システム３０１は、たとえば事業者の工場および事務所に設置される。たとえば、管理システム３０１は、工場における産業材料１６２の温湿度管理を行なう。この例では、基地局１０１およびセンサ２０２は工場に設けられ、蓄積装置１１１および管理装置１１２は事務所に設けられている。

センサ２０２は、管理対象たとえば工場に保管されている産業材料１６２に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を含む無線信号を基地局１０１へ送信する。より詳細には、センサ２０２は、工場におけるコンテナ１６１内に設けられ、コンテナ１６１内における産業材料１６２の温度および湿度を計測する。

図１では、一例として、工場内に複数のコンテナ１６１が設けられ、コンテナ１６１に対応して設けられた複数のセンサ２０２が対応のコンテナ１６１内に設けられている場合を示している。なお、各センサ２０２の一部または全部が、センサ情報を基地局１０１へ有線伝送する構成であってもよい。

基地局１０１は、各センサ２０２から無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれるセンサ情報をイーサネット（登録商標）または無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワーク１７１経由で蓄積装置１１１へ送信する。たとえば、基地局１０１は、センサ情報にタイムスタンプ等の時刻情報、および無線通信品質（ＬＱＩ：Ｌｉｎｋ Ｑｕｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）等を付加して蓄積装置１１１へ送信する。ここで、ＬＱＩは、たとえば値が大きいほど良好な品質であることを示す。

蓄積装置１１１は、基地局１０１から送信されたセンサ情報を蓄積する。たとえば、センサ情報は、データベース化されて蓄積装置１１１に蓄積される。

管理装置１１２は、たとえばサーバまたはＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であり、蓄積装置１１１に蓄積されたセンサ情報を取得し、取得したセンサ情報に基づいて、管理対象である産業材料１６２を管理するための管理情報を作成する。なお、管理情報は、センサ情報に対して何らかの演算等が行われたデータであってもよいし、センサ情報の一部または全部と同じ内容のデータであってもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおけるセンサの構成を示す図である。

図２を参照して、センサ２０２は、アンテナ１１と、無線回路１２と、処理部１３と、温度／湿度センサ１４とを備える。処理部１３はたとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって実現される。また、たとえば、無線回路１２および処理部１３は、１つの半導体集積回路１５に含まれる。

温度／湿度センサ１４は、自己の周囲の温度および湿度を計測し、計測した温度および湿度を示すセンサ情報を、たとえばＩ２Ｃバス（登録商標）経由で処理部１３へ出力する。なお、センサ２０２は、温度／湿度センサに限らず、他の計測、たとえば、気圧、加速度、角度、角速度、磁力、照度、電圧、電流、二酸化炭素濃度または一酸化炭素ガス濃度等の計測を行なうセンサを備える構成であってもよい。

処理部１３は、温度／湿度センサ１４から受けたセンサ情報を、たとえばＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に従うフレームフォーマットのパケットに含めて無線回路１２へ出力する。また、処理部１３は、自己のセンサ２０２のＩＤ、電池電圧等の電池残量情報および無線通信品質（ＬＱＩ：Ｌｉｎｋ Ｑｕｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）等を当該パケットに含めて無線回路１２へ出力する。ここで、ＬＱＩは、たとえば値が大きいほど良好な品質であることを示す。

無線回路１２は、処理部１３から受けたパケットを、たとえばＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に従い、無線信号に変換してアンテナ１１から送信する。

図３は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおけるセンサおよび基地局間の通信の特徴を説明するための図である。

図３を参照して、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）および携帯電話等の通信方式に従う場合、センサ、およびアクセスポイント（ＡＰ）すなわち基地局間では、以下のようなシーケンスで通信が行われる。すなわち、まず、センサおよびアクセスポイント間で種々の情報が送受信されることにより、センサおよびアクセスポイントの通信接続が確立する（ステップＳ１）。

次に、センサは、計測結果を示すデータをアクセスポイントへ送信する（ステップＳ２）。

次に、アクセスポイントは、たとえば当該データを正常に受信できなかった場合、ＮＡＣＫをセンサへ送信する（ステップＳ３）。

次に、センサは、アクセスポイントからＮＡＣＫを受信して、計測結果を示すデータをアクセスポイントへ再送信する（ステップＳ４）。

次に、たとえばアクセスポイントがデータを正常に受信できた場合、アクセスポイントからセンサへＡＣＫが送信され（ステップＳ５）、センサおよびアクセスポイント間の通信接続が切断される（ステップＳ６）。

センサおよびアクセスポイント間で上記のようなシーケンスで通信が行われる場合、ＡＣＫおよびＮＡＣＫの受信ならびにデータの再送が行われることから、計測結果を伝送する際にセンサにおいて消費される電力が大きくなってしまう。

たとえば図１に示す例のようにセンサ２０２が工場における各コンテナ１６１内に設置される場合、センサ２０２の電池寿命が短いと、交換作業のために多数のコンテナ１６１の移動等が必要になることから、センサ２０２の消費電力は小さいことが好ましい。

そこで、管理システム３０１では、センサ２０２は、片方向通信でセンサ情報をアクセスポイントすなわち基地局１０１へ送信する。より詳細には、たとえば、センサ２０２は、上記のようなシーケンスで基地局１０１と通信を行なうことなく、すなわち別途の情報の受信およびデータの再送等を行なうことなく、センサ情報を定期的に基地局１０１へ送信する。なお、センサ２０２は、センサ情報を定期的に送信する構成に限らず、不定期に送信する構成であってもよい。

また、たとえば、センサ２０２の無線部について、無線通信方式はＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に従い、無線周波数は２．４ＧＨｚ帯である。無線ＬＡＮ等で使用される一般的な周波数とすることにより、たとえば工場の事業者が管理システム３０１を容易に構築することが可能となる。また、たとえば、センサ２０２のバッテリは電池駆動である。なお、センサ２０２の無線周波数は、２．４ＧＨｚ帯以外の周波数であってもよく、たとえば、３００ＭＨｚ帯、４００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯または５ＧＨｚ帯の周波数とすることも可能である。

図４は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおいて、あるコンテナ内の湿度の計測結果の一例を示す図である。図４において、縦軸は湿度［％ＲＨ］であり、横軸は日付である。また、グラフＧ１は、あるコンテナ１６１Ａ内の湿度を示しており、グラフＧ１０は、コンテナ１６１Ａ外の湿度を示している。

管理装置１１２は、センサ情報に付された時刻情報に基づいて、時系列の情報を含む管理情報を作成する。

たとえば、管理装置１１２は、管理情報を提示し、提示内容を定期的または不定期に更新する。

具体的には、図４を参照して、管理装置１１２は、各センサ２０２が送信したセンサ情報をグラフ等にまとめてたとえば自己の表示部の画面に表示する。

グラフＧ１およびＧ１０から、コンテナ１６１Ａ内の湿度は、コンテナ１６１Ａ外の湿度の変化に影響を受けることなく、安定した値を維持していることが分かる。

図５は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおいて、図４のコンテナとは別のコンテナ内の湿度の計測結果の一例を示す図である。図の見方は図４と同様である。また、グラフＧ２は、コンテナ１６１Ａとは別のコンテナ１６１Ｂ内の湿度を示しており、グラフＧ１０は、図４と同様に、コンテナ１６１Ｂ外の湿度を示している。

グラフＧ２およびＧ１０から、コンテナ１６１Ｂ内の湿度は、コンテナ１６１Ｂ外の湿度の変化に応じて変化し、安定した値を維持できていないことが分かる。これにより、たとえば、コンテナ１６１Ａの設置場所の方が、コンテナ１６１Ｂの設置場所の方よりもコンテナ外の湿度の影響を受けにくく、好ましい場所であることが分かる。

このように、管理システム３０１では、長期間のセンサ情報を多数蓄積し、蓄積したセンサ情報を時系列にまとめた管理情報を作成し、ユーザに提示することにより、管理対象に関する新たな発見および気づきをユーザに提供することができる。

また、工場では、最終製品に不良が発生した場合、複数の製造工程のうちのいずれの工程において原因となる事象が発生したかを知る必要がある。たとえば、ある工程において温度または湿度が異常値であった場合には、当該工程が原因であったことが分かり、当該工程の責任者等が、センサ情報の記録等を用いて原因調査を行い、プロセス改善を図ることが可能となる。

このように、管理システム３０１では、工場等に設置された各センサの計測結果を自動的に伝送して収集し、記録しておく仕組みを提供することができる。ユーザは、この仕組みを利用して、記録された計測結果の履歴を不具合等の詳細解析に役立てることができる。

図６は、本発明の実施の形態に係る管理システムの適用例である工場におけるある期間のパケットロスを示す図である。図６において、縦軸はパケットロス［％］であり、横軸は日付である。図６は、管理システム３０１における３つのセンサ２０２のパケットロスを代表的に示している。すなわち、グラフＧ２１〜Ｇ２３は、センサ２０２から基地局１０１へ伝送されるパケットのロス率を、３つのセンサ２０２について示している。

図６を参照して、１２／１〜１２／３までの期間において、グラフＧ２１およびＧ２２に対応する各センサ２０２のパケットロス率は数％程度で推移しており、パケットを安定して伝送できている。

一方、グラフＧ２３に対応するセンサ２０２のパケットロス率は、１２／１においては数％程度で安定しているが、１２／２において１００％まで上昇し、連続的なロスが発生している。

図７は、本発明の実施の形態に係る管理システムの適用例である工場におけるある期間のＬＱＩを示す図である。図７において、縦軸はＬＱＩであり、横軸は日付である。図７は、管理システム３０１における３つのセンサ２０２のＬＱＩを代表的に示している。すなわち、グラフＧ３１〜Ｇ３３は、センサ２０２および基地局１０１間のＬＱＩを、３つのセンサ２０２について示している。グラフＧ３１〜Ｇ３３は、図６に示すグラフＧ２１〜Ｇ２３のセンサ２０２にそれぞれ対応している。

図７を参照して、１２／１および１２／３は平日であり、工場が稼働しているため人および機械等の動きが多い。一方、１２／２は休日であり、工場が稼働していないため人および機械等の動きがほとんど無い。

センサ２０２から基地局１０１へ送信される無線信号の周波数は２．４ＧＨｚ帯であり、波長が約１２．５ｃｍと短いことから、平日である１２／１および１２／３においては、人および機械による反射等により、センサ２０２および基地局１０１間の無線伝送路が頻繁に変更される。一方、休日である１２／２においては、センサ２０２および基地局１０１間の無線伝送路がほぼ固定される。

このため、ＬＱＩは、１２／１および１２／３においては変動し、１２／２においては変動せず、一定となる。

この例では、グラフＧ３３の示すＬＱＩが１２／２において低い値で一定となっていることから、図６において、グラフＧ２３のパケットロス率が１２／２において高い値で一定となっている。

このように、センサ２０２および基地局１０１間の通信品質が悪い状態で無線伝送路がある期間固定されてしまうと、当該期間における正しいセンサ情報を取得することができず、管理対象を管理することが困難となる。

また、センサから基地局への無線伝送が安定していない場合、管理対象の正しい管理が困難となる。すなわち、収集した計測結果から管理対象が異常である、と一見判断できる場合でも、管理対象自体の異常なのか、計測結果の無線伝送における異常なのかを判別することは困難である。

このような問題点を解決するために、基地局１０１においてアンテナダイバーシチ方式を採用し、複数のアンテナのうち、たとえば無線信号の受信電力の最も大きくなるアンテナを選択し、選択したアンテナ経由で受信したセンサ情報を蓄積装置１１１へ送信する構成が考えられる。

しかしながら、管理システム３０１では、たとえば最大１００個のセンサ２０２が互いに非同期にセンサ情報を基地局１０１へ送信し、また、各センサ２０２の位置が異なり、各センサ２０２から基地局１０１への無線伝送路が異なることから、基地局１０１において適切なアンテナを選択することは困難である。

また、センサ情報のデータ長はたとえば数１０ビットと短いことから、基地局１０１のアンテナ切り替えに伴いパケット受信が失敗する可能性があり、また、センサ２０２はたとえばセンサ情報の再送を行なわないことから、基地局１０１においてアンテナダイバーシチ方式を採用することのデメリットも大きい。

そこで、管理システム３０１では、以下のような構成および動作により、上記問題点を解決する。

図８は、本発明の実施の形態に係る管理システムの構成を示す図である。

図８を参照して、管理システム３０１は、２つの基地局１０１Ａ，１０１Ｂを備える。各基地局１０１は、異なる位置に設けられており、たとえばセンサ２０２から基地局１０１への無線信号の波長より大きい距離離れている。各基地局１０１は、管理システム３０１における各センサ２０２からの無線信号をある程度良好な品質で受信可能な位置に設けられることが好ましい。なお、管理システム３０１は、３つ以上の基地局１０１を備える構成であってもよい。

前述のように、センサ２０２は、電池寿命を延ばすため、図３の左側に示すようなシーケンスで基地局１０１と通信を行なうことなく、図３の右側に示すようなシーケンスの片方向通信でセンサ情報を基地局１０１へ送信する。このため、センサ２０２は、各基地局１０１へセンサ情報をブロードキャストすることが可能である。

基地局１０１Ａ，１０１Ｂは、たとえば、同じセンサ２０２から送信されるセンサ情報を並行して受信可能である。

より詳細には、基地局１０１Ａは、センサ２０２から受信したセンサ情報Ａをネットワーク１７１におけるハブ１７５経由で蓄積装置１１１へ送信する。

基地局１０１Ｂは、センサ２０２から受信したセンサ情報Ａをネットワーク１７１におけるハブ１７５経由で蓄積装置１１１へ送信する。

蓄積装置１１１は、基地局１０１Ａから送信されたセンサ情報Ａおよび基地局１０１Ｂから送信されたセンサ情報Ａを異なるデータとして蓄積する。

たとえば、管理装置１１２は、蓄積装置１１１によって蓄積されたセンサ情報に基づいて、各基地局１０１のうちの少なくともいずれか１つが受信したセンサ情報を選択し、選択したセンサ情報に基づいて管理情報を作成する。

より詳細には、管理装置１１２は、たとえば、各基地局１０１から受信した同じセンサ２０２からのセンサ情報のうち、ＬＱＩの値の最も良好なセンサ情報を選択し、選択したセンサ情報に基づいて管理情報を作成する。

これにより、各基地局１０１から受信したセンサ情報を、事後的に選択および解析することが可能となる。すなわち、センサ２０２から基地局１０１への無線伝送路を事後的に選択することができる。具体的には、良好な無線通信により伝送されたセンサ情報を選択することが可能であり、その選択基準を、管理内容等に応じて何回も変更することが可能である。また、たとえば、センサ情報から、管理対象の不具合を予測することが可能である。また、たとえば、各基地局１０１から受信したセンサ情報に付されたタイムスタンプの相違から、センサ２０２の位置検出を行なうことが可能である。このように、管理システム３０１では、蓄積したセンサ情報を、所望のタイミングで種々の用途に利用することが可能である。

また、センサ２０２から基地局１０１への無線伝送における通信品質が悪い場合、基地局１０１の数を増やすことにより、蓄積装置１１１において収集可能なセンサ情報が増加し、よりＬＱＩの値の良好なセンサ情報を選択することが可能となる。そして、管理システム３０１では、蓄積装置１１１の容量が十分であれば、基地局１０１を増設するだけで容易にシステムの冗長性を高めることができる。

なお、管理システム３０１は、複数の基地局１０１を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。管理システム３０１は、たとえば基地局１０１Ａ，１０１Ｂと同様に所定距離離れた位置に設けられた複数のアンテナ、および当該アンテナごとの複数の受信部を含む１つの基地局１０１を備える構成であってもよい。

このような構成であっても、図８に示す管理システム３０１と同様の効果を奏することができる。

また、この場合、たとえば、管理装置１１２は、蓄積装置１１１によって蓄積されたセンサ情報に基づいて、基地局１０１における各受信部が受信したセンサ情報のうちの少なくともいずれか１つを選択し、選択したセンサ情報に基づいて管理情報を作成する。

次に、本発明の実施の形態に係る管理システムにおけるセンサ情報の処理について図面を用いて説明する。

管理システム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートおよびシーケンスの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

図９は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおけるセンサ情報の処理シーケンスを示す図である。図９は、管理システム３０１において２つのセンサ２０２Ａ，２０２Ｂおよび２つの基地局１０１Ａ，１０１Ｂが設けられる場合を示している。

図９を参照して、まず、センサ２０２Ａは、たとえば所定の計測タイミングにおいて、管理対象に関する計測を行なう（ステップＳ１１）。

次に、センサ２０２Ａは、計測結果を示すセンサ情報を作成し（ステップＳ１２）、片方向通信でセンサ情報を無線信号に含めて各基地局１０１へ送信する（ステップＳ１３）。なお、センサ２０２は、計測を１回行なうたびにセンサ情報を送信する構成に限らず、複数回分の計測結果をまとめてセンサ情報として送信する構成であってもよい。

次に、基地局１０１Ａおよび基地局１０１Ｂは、センサ２０２Ａから送信された無線信号を受信し、受信した無線信号からセンサ情報を取得する受信処理を行なう（ステップＳ１４およびＳ１５）。

次に、基地局１０１Ａは、取得したセンサ情報をネットワーク１７１経由で蓄積装置１１１へ送信する（ステップＳ１６）。

次に、蓄積装置１１１は、基地局１０１Ａから受信したセンサ情報を、たとえばｃｓｖ形式等の所定の形式に変換して蓄積する（ステップＳ１７）。

次に、基地局１０１Ｂは、取得したセンサ情報をネットワーク１７１経由で蓄積装置１１１へ送信する（ステップＳ１８）。

次に、蓄積装置１１１は、基地局１０１Ｂから受信したセンサ情報を、たとえばｃｓｖ形式等の所定の形式に変換して蓄積する（ステップＳ１９）。

次に、センサ２０２Ｂは、たとえば所定の計測タイミングにおいて、管理対象に関する計測を行なう（ステップＳ２０）。

以降、センサ２０２Ｂに関するステップＳ２１〜Ｓ２８までの動作は、センサ２０２Ａに関するステップＳ１２〜Ｓ２０までの動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

以上のような動作が繰り返され、蓄積装置１１１においてある期間における各センサ２０２からのセンサ情報が蓄積された後、管理装置１１２は、蓄積装置１１１にアクセスしてセンサ情報を取得する（ステップＳ２９）。

次に、管理装置１１２は、取得したセンサ情報に基づいて管理情報を作成する（ステップＳ３０）。

次に、管理装置１１２は、作成した管理情報をユーザに提示する。管理装置１１２は、すでに前の期間における管理情報を提示している場合には、提示中の管理情報を更新する（ステップＳ３１）。

なお、管理システム３０１は、管理装置１１２が蓄積装置１１１にアクセスしてセンサ情報を取得する構成に限らず、蓄積装置１１１が、センサ情報を蓄積後、蓄積したセンサ情報をただちに管理装置１１２へ送信する構成であってもよい。

図１０は、本発明の実施の形態に係る管理システムにおける管理装置の構成の一例を示す図である。

図１０を参照して、管理装置１１２は、取得部２１と、情報作成部２２と、提示制御部２３と、表示部２４とを備える。

取得部２１は、管理対象に関する計測を行なうセンサ２０２から計測結果を示すセンサ情報を受信する複数の基地局１０１が受信したセンサ情報を蓄積する蓄積装置１１１から、センサ情報を取得する。

情報作成部２２は、取得部２１によって取得されたセンサ情報に基づいて、管理対象を管理するための管理情報を作成する。

たとえば、情報作成部２２は、取得部２１によって取得されたセンサ情報に基づいて、各基地局１０１のうちの少なくともいずれか１つが受信したセンサ情報を選択する。そして、情報作成部２２は、選択したセンサ情報に基づいて管理情報を作成し、提示制御部２３へ出力する。

提示制御部２３は、情報作成部２２から受けた管理情報をユーザに提示する制御を行なう。

たとえば、情報作成部２２は、時刻情報に基づいて、時系列の情報を含む管理情報を作成する。

提示制御部２３は、たとえば、管理情報を提示し、提示内容を定期的または不定期に更新する。具体的には、提示制御部２３は、たとえば図５に示すような管理情報を表示部２４に表示する。

また、提示制御部２３は、たとえば、蓄積装置１１１に蓄積された長期間のセンサ情報をユーザに提示する制御を行なう。長期間のセンサ情報は、たとえばｃｓｖ形式で蓄積装置１１１に保存されている。

図１１は、本発明の実施の形態に係る管理システムおよび管理装置の構成の他の例を示す図である。

図１１を参照して、管理装置１１２は、たとえばネットワーク１７２を介して蓄積装置１１１と接続される構成であってもよい。管理システム３０１は、図１０に示す構成と比べて、さらに、出力部（取得部）１１３を備える。なお、蓄積装置１１１および出力部１１３は、１つの装置として一体化されてもよい。

出力部１１３は、蓄積装置１１１からセンサ情報を取得して出力する。より詳細には、出力部１１３は、取得したセンサ情報をネットワーク１７２経由で管理装置１１２へ送信する。

管理装置１１２において、取得部２１は、出力部１１３から送信されたセンサ情報をネットワーク１７２経由で取得し、情報作成部２２へ出力する。

提示制御部２３は、管理情報を表示部２４に表示することに加えて、またはその代わりに、管理情報をネットワーク１７２経由でユーザのＰＣ等の端末へ送信する。これにより、当該ユーザは、ＰＣ等の画面においてＷｅｂブラウザ等を用いて管理情報を確認することができる。

図１２は、図８に示す管理システムを使用した場合の工場におけるある期間のパケットロスを示す図である。図の見方は図６と同様である。図１２は、管理システム３０１における３つのセンサ２０２のパケットロスを代表的に示している。すなわち、グラフＧ４１〜Ｇ４３は、センサ２０２から基地局１０１へ伝送されるパケットのロス率を、３つのセンサ２０２について示している。グラフＧ４１〜Ｇ４３は、図６に示すグラフＧ２１〜Ｇ２３のセンサ２０２にそれぞれ対応している。

図１２を参照して、図８に示す管理システム３０１では、管理装置１１２は、各基地局１０１から受信した同じセンサ２０２からのセンサ情報のうち、ＬＱＩの値の最も良好なセンサ情報を選択する。

これにより、１２／１〜１２／３までの期間において、グラフＧ４１〜Ｇ４３に対応するセンサ２０２のパケットロス率はすべて数％程度で推移しており、図６に示す場合と比べて、パケットを安定して伝送できていることが分かる。

ところで、管理対象に関する計測結果を無線伝送することが可能な１または複数のセンサを設置し、各センサによる計測結果を基地局において収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理する管理システムにおいて、各センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得可能とする技術が望まれる。

本発明の実施の形態に係る管理システムでは、１または複数のセンサ２０２は、管理対象に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を送信する。１または複数の基地局１０１は、センサ２０２からセンサ情報を受信する。蓄積装置１１１は、１または複数の基地局１０１が受信したセンサ情報を蓄積する。そして、出力部１１３は、蓄積装置１１１からセンサ情報を取得して出力する。

このように、１または複数の基地局１０１から受信したセンサ情報を取捨選択することなく蓄積しておき、蓄積データを必要に応じて取り出す構成により、センサ情報を事後的に選択および解析することが可能となる。また、この選択基準を、管理内容等に応じて何回も変更することができる。すなわち、広く収集したセンサ情報を、所望のタイミングで種々の用途に利用することができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る管理システムでは、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することができる。

また、本発明の実施の形態に係る管理システムでは、管理装置１１２は、出力部１１３から受けたセンサ情報に基づいて、管理対象を管理するための管理情報を作成する。

このような構成により、広く収集したセンサ情報からより有用な管理情報を作成し、管理対象をより適切に管理することができる。

また、本発明の実施の形態に係る管理装置では、取得部２１は、管理対象に関する計測を行なうセンサ２０２から計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局１０１が受信したセンサ情報を蓄積する蓄積装置１１１から、センサ情報を取得する。そして、情報作成部２２は、取得部２１によって取得されたセンサ情報に基づいて、管理対象を管理するための管理情報を作成する。

このように、１または複数の基地局１０１から受信したセンサ情報を取捨選択することなく蓄積しておき、蓄積データを必要に応じて取り出す構成により、センサ情報を事後的に選択および解析することが可能となる。また、この選択基準を、管理内容等に応じて何回も変更することができる。すなわち、広く収集したセンサ情報を、所望のタイミングで種々の用途に利用することができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る管理装置では、センサによる計測結果を収集し、収集した計測結果に基づいて管理対象を管理可能な管理システムにおいて、センサによる計測結果の収集を適切に行い、管理対象の管理のためのより有用な情報を取得することができる。

また、本発明の実施の形態に係る管理システムでは、情報作成部２２は、１または複数の基地局１０１が受信したセンサ情報のうちの少なくともいずれか１つを選択し、選択したセンサ情報に基づいて管理情報を作成する。

このような構成により、たとえば、センサ２０２から基地局１０１への無線伝送路を事後的に選択することができる。すなわち、良好な無線通信により伝送されたセンサ情報を選択することができるため、管理対象自体の異常を正しく判断することができ、管理対象をより正しく管理することができる。

また、本発明の実施の形態に係る管理システムでは、センサ情報には時刻情報が付されている。そして、情報作成部２２は、時刻情報に基づいて、時系列の情報を含む管理情報を作成する。

このような構成により、センサ情報の示す計測結果の、ある期間における時間的推移を把握することができるため、管理対象をより適切に管理することができる。

また、本発明の実施の形態に係る管理システムでは、提示制御部２３は、管理情報を提示し、提示内容を定期的または不定期に更新する。

このような構成により、最新の計測結果を把握することができ、たとえば管理対象の異常を迅速に検出することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る管理システムは、センサ２０２ごとに管理対象である産業材料１６２が存在する工場に用いられるとしたが、これに限定するものではない。管理システム３０１は、たとえば、１つの管理対象の複数の箇所または複数の測定項目等を複数のセンサ２０２によってそれぞれ計測する用途に用いられてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
管理対象に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を送信する１または複数のセンサと、
前記センサから前記センサ情報を受信する１または複数の基地局と、
前記１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部と、
前記蓄積部から前記センサ情報を取得して出力する出力部とを備え、
前記センサから前記基地局へ前記センサ情報が片方向通信により無線伝送され、
前記センサは複数存在する、管理システム。

［付記２］
管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、前記センサ情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成する情報作成部とを備え、
前記センサから前記基地局へ前記センサ情報が片方向通信により無線伝送され、
前記センサは複数存在する、管理装置。

［付記３］
管理システムにおける管理方法であって、
１または複数のセンサが、管理対象に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を送信するステップと、
１または複数の基地局が、前記センサから前記センサ情報を受信するステップと、
前記１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積するステップと、
蓄積された前記センサ情報を取得して出力するステップとを含み、
前記センサから前記基地局へ前記センサ情報が片方向通信により無線伝送され、
前記センサは複数存在する、管理方法。

［付記４］
管理装置における管理方法であって、
管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、前記センサ情報を取得するステップと、
取得した前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成するステップとを含み、
前記センサから前記基地局へ前記センサ情報が片方向通信により無線伝送され、
前記センサは複数存在する、管理方法。

［付記５］
管理装置において用いられる管理プログラムであって、コンピュータに、
管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、前記センサ情報を取得するステップと、
取得した前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成するステップとを実行させるためのプログラムであり、
前記センサから前記基地局へ前記センサ情報が片方向通信により無線伝送され、
前記センサは複数存在する、管理プログラム。

１１ アンテナ
１２ 無線回路
１３ 処理部
１４ 温度／湿度センサ
２１ 取得部
２２ 情報作成部
２３ 提示制御部
２４ 表示部
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ 基地局
１１１ 蓄積装置（蓄積部）
１１２ 管理装置
２０２ センサ
３０１ 管理システム

Claims (6)

1. 管理システムであって、
   管理対象に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を送信する１または複数のセンサと、
   前記センサから前記センサ情報を受信する１または複数の基地局と、
   前記１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部と、
   前記蓄積部から前記センサ情報を取得してネットワークへ出力する出力部とを備え、
   前記センサから前記基地局へ前記センサ情報が片方向通信により無線伝送され、
   前記管理システムは、さらに、
   前記ネットワーク経由で前記出力部から受けた前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成する管理装置を備える、管理システム。
2. 前記センサは複数存在する、請求項１に記載の管理システム。
3. 管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、ネットワーク経由で前記センサ情報を取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成する情報作成部とを備える、管理装置。
4. 管理システムにおける管理方法であって、
   １または複数のセンサが、管理対象に関する計測を行い、計測結果を示すセンサ情報を送信するステップと、
   １または複数の基地局が、前記センサから前記センサ情報を受信するステップと、
   前記１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積するステップと、
   蓄積された前記センサ情報を取得してネットワークへ出力するステップとを含み、
   前記センサから前記基地局へ前記センサ情報が片方向通信により無線伝送され、
   前記管理方法は、さらに、
   前記ネットワーク経由で受けた前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成するステップを含む、管理方法。
5. 管理装置における管理方法であって、
   管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、ネットワーク経由で前記センサ情報を取得するステップと、
   取得した前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成するステップとを含む、管理方法。
6. 管理装置において用いられる管理プログラムであって、コンピュータに、
   管理対象に関する計測を行なうセンサから計測結果を示すセンサ情報を受信する１または複数の基地局が受信した前記センサ情報を蓄積する蓄積部から、ネットワーク経由で前記センサ情報を取得するステップと、
   取得した前記センサ情報に基づいて、前記管理対象を管理するための管理情報を作成するステップとを実行させるための、管理プログラム。