JP6710921B2 - 情報処理システム及びプログラム - Google Patents
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Description
また、赤外光にて所定範囲内の表面温度を検知するサーモパイル等の赤外温度センサも知られており、人感センサを、このサーモパイルを利用して構成することができる。
なお、サーモパイルを利用した技術として、例えば特許文献1に記載のものが知られている。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、赤外光により温度を検知するセンサを用いて、周囲の気温を精度よく測定できるようにすることを目的とする。
上記第1温度取得手段が取得した気温データまたは、上記第2温度取得手段が取得した温度データに、上記検知手段の配置位置に基づく識別情報を付与する識別情報付与手段と、上記識別情報に基づき、上記第1温度取得手段が取得した複数の気温データ又は上記第2温度取得手段が取得した複数の温度データをグループ化する識別情報管理手段と、上記第1温度取得手段が取得した気温データと、上記第2温度取得手段が取得した温度データとから、上記赤外温度検知手段が検知した温度データを補正するための温度補正値を、上記識別情報管理手段によりグループ化されたグループ毎に算出する算出手段と、上記赤外温度検知手段が検知した温度データを、上記算出手段が算出した温度補正値を用いて上記グループ毎に補正する補正手段と、を含む制御手段と、
上記検知手段と上記制御手段とが情報を送受信できるように通信を仲介する仲介手段と、を備えることを特徴とする。
〔第1実施形態:図1乃至図9〕
図1に、この発明の情報処理システムの第1実施形態である制御サーバを含む、温度分析システムの構成を示す。
図1に示す温度分析システムは、センサモジュール100と、無線GW(ゲートウェイ)200と、制御サーバ300とを備える。LED調光モジュール400,500は、制御サーバ300による制御対象の一例である。
これらのうちセンサモジュール100は、赤外光により温度を検知する赤外温度検知手段としてサーモパイルセンサ101を備え、天井に固定して用いられる温度センサである。
また、センサモジュール100は、図2を用いて後述するように、気温を測定可能な温度測定手段として、温湿度センサ102を備えている。そして、これらのサーモパイルセンサ101と温湿度センサ102による温度の測定結果を、無線通信20により無線GW200を介して制御サーバ300へ送信する機能を備える。無線GW200と制御サーバ300との間の通信は有線通信30である。
制御サーバ300は、センサモジュール100から送信された温度の測定結果に基づき、サーモパイルセンサ101が検知した表面温度から、その周囲の気温を精度よく算出するための温度補正値を算出する機能を備える。なおこの実施形態では、この温度補正値を用いた表面温度の補正は、制御サーバ300から補正値の提供を受けたセンサモジュール100が行う。
LED(発光ダイオード)調光モジュール400,500は、制御サーバ300による上記の制御の対象となる装置の一例であり、LEDによる照明機能を提供する。また、制御サーバ300からの制御コマンドを、無線GW200を介して無線通信20により受信し、その制御コマンドに従って照明のオンオフや光量を制御することができる。LED調光モジュール500は、照明機能に加え、センサモジュール100と同様な種々の計測機能及び計測結果を制御サーバ300へ通知する機能を備える装置である。
センサモジュール100は、図1に示したサーモパイルセンサ101に加え、温湿度センサ102、照度センサ103、センサドライバ104、マイコン105、無線モジュール106、アンテナI/F(インタフェース)107、アンテナ108を備える。
これらのうちサーモパイルセンサ101については上述した通りである。その測定結果は制御サーバ300において人の在不在の判定に用いられることから、サーモパイルセンサ101は人感センサとして機能すると考えることもできる。
照度センサ103は、照度を計測するセンサである。
センサドライバ104は、マイコン105からの指示に従い各種センサ101〜103を制御し、その測定結果のデータを取得する機能を備える。
マイコン105は、センサモジュール100の全般的な制御を行う機能を備える。この制御機能は、マイコン105が備えるプロセッサに所要のプログラムを実行させることにより実現可能である。
無線モジュール106は、無線通信20を制御する機能を備える。
アンテナI/F107及びアンテナ108は、無線通信20のための電波を送受信する機能を備える。
これらのうちマイクロプロセッサ201は、無線GW200の全般的な制御を行う機能を備える。この制御機能は、マイクロプロセッサ201がメモリ202に格納された所要のプログラムを実行させることにより実現可能である。
メモリ202は、無線GW200が使用するプログラムやデータ等を記憶する記憶手段である。
その他の各部は、センサモジュール100における同名の構成要素と同趣旨の機能を備える。
制御サーバ300は、マイクロプロセッサ301、メモリ302、ストレージ303、有線ネットワークモジュール304、ビデオモジュール305、機器制御モジュール306を備える。
ストレージ303は、不揮発性の大容量記憶手段である。センサモジュール100等から送信される計測結果のデータはここに保存される。
ビデオモジュール305は、センサの計測結果や人の在不在の判定結果などの種々のデータに基づき画像や動画を生成する機能を備える。
機器制御モジュール306は、LED調光モジュール400,500等の外部機器にコマンドを送信してその動作を制御する機能を備える。
図3に示すように、LED調光モジュール400は、マイコン401、LEDドライバ402、LED発光部403、無線モジュール404、アンテナI/F405、アンテナ406を備える。
これらのうちマイコン401は、LED調光モジュール400の全般的な制御を行う機能を備える。この制御機能は、マイコン401が備えるプロセッサに所要のプログラムを実行させることにより実現可能である。
LED発光部403は、電圧の印加により発光するLEDである。
無線モジュール404、アンテナI/F405及びアンテナ406は、センサモジュール100が備えるものと同等のものである。
図4に示すように、LED調光モジュール500は、LED調光モジュール400におけるものと同等な、マイコン501、LEDドライバ502、LED発光部503、無線モジュール504、アンテナI/F505、アンテナ506を備える。また、センサモジュール100が備えるものと同等な、センサドライバ507、サーモパイルセンサ508、温湿度センサ509、照度センサ510を備える。
なお、センサモジュール100は、1つでもよいが、ここでは複数あるものとし、図5ではこれらをセンサモジュール100−1,2,・・・Nの符号で示している。しかし、個体を特定する必要がない場合には、これまで通りセンサモジュール100の符号を用いる。また、各センサモジュール100が備える機能は、図5に示す範囲では全ての個体で同等なものである。
これらのうち赤外温度検知部121は、サーモパイルセンサ101を用いて赤外光により温度を検知する機能を備える。
気温測定部122は、温湿度センサ102を用いて気温を測定する機能を備える。
温度データ取得部123は、赤外温度検知部121から検知結果の温度データを取得すると共に、気温測定部122から測定結果の気温データを取得する機能を備える。
通信部125は、無線GW200を介して制御サーバ300との間で、温度データ、気温データ、および後述の補正値を含む種々のデータを送受信する機能を備える。
補正値保持部126は、制御サーバ300から送信されてくる、赤外温度検知部121の検知結果である温度データを補正するための補正値を保持する機能を備える。
温度データ補正部127は、補正値保持部126に保持されている補正値を用いて、赤外温度検知部121の検知結果である温度データを補正する機能を備える。また、この補正後の温度データを、通信部125を介して制御サーバ300に送信する機能を備える。
これらのうち通信部321は、無線GW200を介して各センサモジュール100との間で、温度データ、気温データ、および後述の補正値を含む種々のデータを送受信する機能を備える。
温度データ保持部322は、各センサモジュール100から送信される温度データ及び気温データを保持する機能を備える。センサモジュール100から送信される温度データには、赤外温度検知部121による検知結果である生データの温度データと、温度データ補正部127による補正後の温度データとがある。
センサエリア管理部324は、各センサモジュール100がどのエリアに配置されているのかを管理する機能を備える。このエリア分けについては、後の実施形態で詳しく説明する。
補正値保持部326は、補正値演算部325が算出した補正値を保持し、通信部321を介してセンサモジュール100へ送信する機能を備える。
温度データ更新部327は、温度データ保持部322に、新たに補正後の温度データが保持された場合に、温度データ表示部328が表示に用いる温度データを、その新たに保持された温度データに更新する機能を備える。
温度データ表示部328は、各センサモジュール100から送信される補正後の温度データを表示する機能を備える。
この場合、センサモジュール100が備える赤外温度検知部121で検知された温度データ及び気温測定部122で測定された気温データは、通信部125,321を介して制御サーバ300の温度データ保持部322へ送信される。これらの温度データ及び気温データは温度データ保持部322で一旦保持され、適当な数のセンサモジュール100からデータが集まると、補正値演算部325にて演算される。
この補正値は、
(補正値)=(補正値算出時に気温測定部122で測定された気温データ)
−(補正値算出時に赤外温度検知部121で検知された温度データ)
により算出される。
補正値演算部325にて演算された補正値は補正値保持部326に保持され、通信部321を介してセンサモジュール100へ送信される。なお、この送信先は、補正値の算出に用いた温度データを提供したセンサモジュール100である。ある特定のセンサモジュールに適用する補正値を得るためには、そのセンサモジュールから取得した温度データを用いることになる。
また、補正値の算出や、気温の算出に用いる温度データは、サーモパイルセンサ101の測定で得たメッシュの各マスの温度データのうち、人やPCを含む熱源や、冷たい飲み物等の低温源からの影響を受けていないマスのデータを用いることが望ましい。従って、これらの用途で温度データを用いる場合、メッシュの各マスの温度データを所要のアルゴリズムで解析する等して、適当なマスの温度あるいは適当な複数のマスの温度の平均値等を取得するとよい。
この場合、センサモジュール100が備える赤外温度検知部121で検知された温度データは、温度データ補正部127へ入力され、温度データ補正部127が、補正値保持部126に保持されている補正値によりこの温度データを補正する。
補正後の温度データは、
(補正後の温度データ)
=(補正時に赤外温度検知部121で検知された温度データ)+(補正値)
により算出される。なおこのとき、気温測定部122が測定した気温データは使用しない。
以上の動作は、いつでも行うことができる。
また、この補正値はセンサモジュール100の個体毎にその個体が備えるサーモパイルセンサ101が検知した温度データを用いて算出するものであるから、サーモパイルセンサ101の個体差も吸収する補正が可能である。
制御サーバ300は、ユーザの指示や、予め定められたタイミングになったこと等に応じて、補正値を算出すべきことを検出した場合、図8のフローチャートに示す処理を開始する。
ステップS11の後、制御サーバ300は、その要求に応じて全てのセンサモジュール100から気温データ及び温度データが送信されてくるのを待つ(S12)。温度データのないセンサモジュールについては補正値を算出できないが、それでもよい場合、全て揃わないうち、例えば70%〜80%程度が揃った時点で次へ進んでもよい。
制御サーバ300は次に、センサモジュール100の各々についての補正値を算出する(S14)。i番目のセンサモジュール100−iについての補正値を「補正[i]」、温度データを「Ir_Temp[i]」とすると、各補正値は、
補正[i]=Temp_ave−Ir_Temp[i] (i=1〜N)
の式で求めることができる。
以上の処理により、各センサモジュール100から集めた気温データ及び温度データに基づき、制御サーバ300が各センサモジュール100のための補正値を算出して各センサモジュール100に供給することができる。
センサモジュール100は、予め定められたタイミングになった、制御サーバ300から要求された等に応じて、サーモパイルセンサ101が検知した温度に基づき気温のデータを提供すべきことを検出した場合、図9のフローチャートに示す処理を開始する。
図9の処理において、センサモジュール100はまず、サーモパイルセンサ101より、検知した温度を示す赤外温度データIr_Temp[i]を読み取る(S21)。その後、この赤外温度データを補正値により補正して、外部へ提供する気温データSend_Temp[i]を算出する(S22)。Send_Temp[i]=Ir_Temp[i]+補正[i]である。
その後、センサモジュール100は、算出した気温データを、制御サーバ300等の提供先へ送信して(S23)、処理を終了する。
以上の処理により、任意のタイミングで、信頼性の高い気温データを外部装置へ提供することができる。
次に、この発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態は、センサモジュール100側ではなく制御サーバ300側にて、補正値を用いた温度データの補正を行う点と、センサモジュール100を配置エリア毎にグループ化し、グループ毎に補正値を求めている点とが、第1実施形態と異なる。しかし、その他の点では第1実施形態と共通であるので、相違点についてのみ説明する。また、第1実施形態で説明した構成要素と共通の又は対応する箇所には、第1実施形態で用いたものと同じ符号を用いる。
図10の構成は、センサモジュール100に補正値保持部126と温度データ補正部127がなく、制御サーバ300に温度データ補正部329を設けた点が、図5と異なるのみである。
そして、補正値保持部326は、保持した補正値をセンサモジュール100に送信せず、温度データ補正部329による補正処理に供する。
温度データ補正部329は、補正値保持部326に保持されている補正値を用いて、センサモジュール100から送信された温度データを補正する機能を備える。また、この補正後の温度データを、温度データ更新部327へ供給する機能も備える。
また、図12に、図7と対応する、温度データの補正を行い、その補正後のデータを表示する場合のデータの流れを示す。こちらは、センサモジュール100から制御サーバ300へ、未補正の温度データが送信され、制御サーバ300側にて、温度データ補正部329が、補正値保持部326に保持されている補正値を用いてこの温度データを補正した上で温度データ更新部327へ供給する点が、図7と異なる。
図13の処理において、制御サーバ300はまず、カウンタCを0にリセットしてから(S31)、図8のステップS11と同様、各センサモジュール100へ、気温データ及び温度データの送信を要求する(S32)。
ステップS32の後、制御サーバ300は、いずれかのセンサモジュール100から気温データ及び温度データが送信されてくるのを待つ(S33)。そして、送信されてくると、送信元のセンサモジュール100のセンサIDを確認し(S34)、そのセンサIDに基づき、送信元のセンサモジュール100が配置されているエリアを確認する(S35)。
そして、制御サーバ300は、受信したデータをエリア毎に分類して保存し(S36)、Cを1インクリメントする(S37)。その後、Cの値がセンサモジュール数Nに達していれば(S38)、全てのセンサモジュール100からデータが集まったと判断して、補正値算出の処理に進む。そうでない場合、ステップS33に戻って次のデータを待つ。
補正[i]=Temp_ave_B1−Ir_Temp[i] (i=1〜N1)
にて、補正値を求める。
以上の後、制御サーバ300は、ステップS40で算出した各補正値を補正値保持部326に保持して(S41)、処理を終了する。
制御サーバ300は、いずれかのセンサモジュール100から、赤外温度検出部121が検出した温度のデータを受信した場合、図15のフローチャートに示す処理を開始する。
そしてまず、送信元センサモジュール100のセンサIDを確認し(S61)、そのセンサIDと対応する補正値を取得する(S62)。この補正値は、図13の処理において当該センサIDのセンサモジュール100が配置されたエリアを考慮して算出されたものである。
Cur_Temp[i]=Ir_Temp[i]+補正[i]
によって求められる。
制御サーバ300は、その算出した温度データを温度データ更新部327へ供給して、温度データを更新し(S64)、処理を終了する。
以上により、制御サーバ300側でも、第1実施形態のセンサモジュール100側と同様に温度データの補正が可能である。
以上で実施形態の説明を終了するが、この発明において、装置の具体的な構成、センサによる温度検出や気温測定の方式、具体的な処理の手順、使用する変数、補正値の算出方法、補正値を用いた補正の方法等は、実施形態で説明したものに限るものではない。
例えば、エリアの区分につき、図14に示したものだけでなく、種々のものが考えられる。
また、図17に示すように、部屋の中の窓際とそれ以外とでエリアを区分してもよい。窓際は、昼間は日光が差し込んで温度が上がりやすく、また夜は外気に触れて温度が下がりやすく、温度変化の特性が、部屋の奥の方とは異なると考えられる。従って、図17のように、窓際をエリアAr1、それ以外をエリアAr2とすることにより、それぞれの場所に合った補正値を算出することができる。窓際に配置されたブラインドやカーテンが日差しを浴びると、輻射熱を発する発熱体となることも考えられるので、この区分は、発熱体の周辺とそれ以外とでエリアを区分するものと考えることもできる。
さらに、図19に破線で示すように、全てのセンサモジュール100が異なるエリアに配置されていると考え、センサモジュール自身が計測した気温及びセンサモジュール自身が検知した温度のみを用いて補正値を算出するようにすることもできる。この場合、複数のセンサモジュール100からの情報を集約する必要がないため、センサモジュール100に演算機能を設ければ、制御サーバ300がなくても、センサモジュール100単体で、補正値の算出及び温度データの補正を行うことができる。
また、上述した実施形態では、赤外温度検知手段としてサーモパイルセンサを用いたが、赤外光により温度を検知するセンサであれば、任意の方式のものを用いることができる。
このようなプログラムは、はじめからコンピュータに備えるROMや他の不揮発性記憶媒体(フラッシュメモリ,EEPROM等)などに格納しておいてもよい。しかし、メモリカード、CD、DVD、ブルーレイディスク等の任意の不揮発性記録媒体に記録して提供することもできる。それらの記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータにインストールして実行させることにより、上述した各機能を実現させることができる。
また、以上説明してきた各実施形態及び変形例の構成は、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施可能であることは勿論である。
Claims (5)
- 気温を測定可能な温度測定手段と、
前記温度測定手段から測定した気温データを取得する第1温度取得手段と、
赤外光により温度を検知する赤外温度検知手段と、
前記赤外温度検知手段から検知した温度データを取得する第2温度取得手段と、
を含む複数の検知手段と、
前記第1温度取得手段が取得した気温データまたは、前記第2温度取得手段が取得した温度データに、前記検知手段の配置位置に基づく識別情報を付与する識別情報付与手段と、
前記識別情報に基づき、前記第1温度取得手段が取得した複数の気温データ又は前記第2温度取得手段が取得した複数の温度データをグループ化する識別情報管理手段と、
前記第1温度取得手段が取得した気温データと、前記第2温度取得手段が取得した温度データとから、前記赤外温度検知手段が検知した温度データを補正するための温度補正値を、前記識別情報管理手段によりグループ化されたグループ毎に算出する算出手段と、
前記赤外温度検知手段が検知した温度データを、前記算出手段が算出した温度補正値を用いて前記グループ毎に補正する補正手段と、
を含む制御手段と、
前記検知手段と前記制御手段とが情報を送受信できるように通信を仲介する仲介手段と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。 - 前記制御手段は、前記検知手段から受信した情報に基づき、前記仲介手段を介して制御対象の装置に対して制御コマンドを送信可能であることを特徴とする請求項1に記載の情報処理システム。
- 請求項1又は2に記載の情報処理システムであって、
前記グループ化する前記検知手段が配置されたエリアとして、部屋内の窓際のエリアとそれ以外の部分のエリアとが区別して設けられていることを特徴とする情報処理システム。 - 請求項1又は2に記載の情報処理システムであって、
前記グループ化する前記検知手段が配置されたエリアとして、発熱体の周辺のエリアとそれ以外の部分のエリアとが区別して設けられていることを特徴とする情報処理システム。 - コンピュータを、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の情報処理システムとして機能させるためのプログラム。
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