JP6829666B2 - センシングシステム、センシング方法及びコンセントレータ - Google Patents

センシングシステム、センシング方法及びコンセントレータ Download PDF

Info

Publication number
JP6829666B2
JP6829666B2 JP2017139979A JP2017139979A JP6829666B2 JP 6829666 B2 JP6829666 B2 JP 6829666B2 JP 2017139979 A JP2017139979 A JP 2017139979A JP 2017139979 A JP2017139979 A JP 2017139979A JP 6829666 B2 JP6829666 B2 JP 6829666B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
principal component
concentrator
data
wireless sensor
sensor terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017139979A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019021110A (ja
Inventor
久功 松本
久功 松本
裕 奥山
裕 奥山
栗山 哲
哲 栗山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2017139979A priority Critical patent/JP6829666B2/ja
Priority to US15/935,076 priority patent/US10560762B2/en
Publication of JP2019021110A publication Critical patent/JP2019021110A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6829666B2 publication Critical patent/JP6829666B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q9/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2209/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2209/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/70Arrangements in the main station, i.e. central controller
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2209/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/80Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2209/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/80Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • H04Q2209/82Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data
    • H04Q2209/826Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data where the data is sent periodically

Description

本発明は、無線センサ端末を複数有するセンシングシステムに関する。
近年、モノのインターネットと呼ばれるIoT(Internet of Things)の進展により、通信を介した事業やサービスが多様化され、様々な機器やサービスがネットワークで接続されるようになった。
重要なインフラや産業向けの制御システムにおいても、制御対象の機器(モータ、ポンプ、発電機など)をネットワークを介して制御したり、機器に設置されて周囲の状況を観測するセンサのデータをネットワーク経由で取得することによって、稼働中の機器の監視や制御システムの運用を効率化する動きがある。
既存の生産設備等をネットワーク経由で監視するためには、電源配線と通信配線が不要な無線センサ端末を様々な箇所に設置することで、既存の生産設備もネットワークを介して監視や制御を実施することができる。
無線センサ端末では、電池や小型の発電装置から電力の供給を受けるため、長期間稼働させるためには消費電力を低減させる必要がある。このため、無線センサ端末が送信するセンサデータの粒度を、監視対象の状態に応じて変更することで、消費電力の低減を図る技術が知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1には、監視対象物に異常または異常の予兆が発生すると、サーバはゲートウェイに収集ルールを送信し、ゲートウェイは収集ルールを満足するようにセンサデータの粒度を制御する技術が開示されている。
また、センサデータを収集するゲートウェイに多数の無線センサ端末が接続されている場合、無線ネットワークのトラフィックが過大になるのを抑制するため、無線センサ端末でセンサデータを加工してからゲートウェイへ送信する技術も知られている(例えば、特許文献2)。
特許文献2には、測定したセンサデータに所定の処理を加えてデータサイズを圧縮してから、センサデータの解析部に送信することで、限られた転送容量の下でセンサデータを転送する技術が開示されている。
特開2016−163242号公報 特開2017−41159号公報
工場内には多数の生産設備が配置され、生産設備に設置される無線センサ端末のセンサとしては、例えば、振動(加速度)、圧力、温度、回転速度、電圧、電流など多種多様のセンサが採用される。そして、これらのセンサが測定したセンサデータは、ゲートウェイとしてのコンセントレータで収集されて、サーバに転送される。サーバは、各センサデータから生産設備の状態を検出する。
無線センサ端末では、上述のように消費電力を低減するため、測定したセンサデータをそのままコンセントレータへ転送するのではなく、上記特許文献2のようにセンサデータを所定の処理で加工して、データ量を圧縮するのが望ましい。
しかし、生産設備を監視するために無線センサ端末を設置する部位は、モータやコンプレッサ、ポンプあるいは配管など構成要素の種類は多岐にわたり、さらに、各構成要素のメーカやモデルあるいは仕様も多岐にわたる場合がある。
このため、無線センサ端末に搭載するセンサの種類や、無線センサ端末を設置する生産設備や、生産設備の構成要素に関わらず、センサデータを加工して圧縮する処理を前記特許文献2のように単一の処理で統一してしまうと、加工されたセンサデータを処理するサーバでは、生産設備の状態を正確に検知できない場合が生じる。
すなわち、センサの種類や構成要素の種類によっては、センサデータの時間軸方向の特徴量が重要な場合と、センサデータの周波数方向の特徴量が重要な場合などがあり、サーバで生産設備の状態を正確に検出するためには、センサの種類や構成要素の種類などに応じて最適な方法でセンサデータを加工する必要がある。
しかしながら、上述のように工場などでは多種多様な生産設備が多数稼働しており、センサの種類や構成要素の種類に応じて無線センサ端末のそれぞれについてセンサデータの加工方法を決定し、最適な加工方法を設定するには多大な労力を要する、という問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、無線センサ端末に搭載するセンサの種類や無線センサ端末の監視対象の違いに関わらず、最適なセンサデータの加工方法を容易に設定することを目的とする。
本発明は、センサとプロセッサとメモリを含む無線センサ端末と、プロセッサとメモリを含んで前記無線センサ端末に接続されたコンセントレータと、を有するセンシングシステムであって、前記無線センサ端末は、前記センサが測定したセンサデータを処理する第1の信号処理部と、前記第1の信号処理部が出力したデータを送信する第1の無線通信部と、を含み、前記コンセントレータは、前記第1の無線通信部と通信を行う第2の無線通信部と、前記無線センサ端末から受信したデータに基づいて特徴量を算出し、前記特徴量から主成分分析によって主成分を決定して、前記主成分に対応する主成分リストを生成する第2の信号処理部と、を含む。
したがって、本発明は、無線センサ端末に搭載するセンサの種類や無線センサ端末の監視対象の違いに応じた最適なセンサデータの加工方法を極めて容易に設定することが可能となって、センシングシステムの可用性を向上させることができる。
本発明の実施例1を示し、センシングシステムの一例を示すブロック図である。 本発明の実施例1を示し、センシングシステムで行われる処理の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例1を示し、コンセントレータで行われる処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例2を示し、コンセントレータで行われる処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例2を示し、座標軸変換の一例をグラフである。 本発明の実施例3を示し、センシングシステムで行われる処理の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例4を示し、センシングシステムで行われる処理の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例5を示し、センシングシステムの一例を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施例1を示し、センシングシステムの一例を示すブロック図である。センシングシステムは、監視対象の設備に配置された複数の無線センサ端末1−1〜1−Nと、無線ネットワーク9を介して無線センサ端末1−1〜1−Nに接続されたコンセントレータ5と、ネットワーク10を介してコンセントレータ5に接続されたサーバ8とを有する。なお、以下の説明では、無線センサ端末の全体を示すときには、「−」以降の添え字のない符号「1」を用いる。
無線センサ端末1は、所定の物理量を測定するセンサ2が測定したセンサデータまたはセンサデータを加工した統計データ(主成分データ)をコンセントレータ5に送信する。無線センサ端末1は、後述するように、2つのモードを有し、使用を開始するためのトレーニングモードと、設備の監視を実行する監視モードのいずれかで稼働する。無線センサ端末1は、コンセントレータ5からの指令に応じて2つのモードを切り替える。
コンセントレータ5は、トレーニングモードの無線センサ端末1からセンサデータを受信すると、後述するように所定の統計値を演算し、統計値のクラスタリングと主成分分析を実施し、主成分リスト120を生成して、無線センサ端末1に送信する。
無線センサ端末1はコンセントレータ5から主成分リスト120を受信すると、監視モードに切り替える。無線センサ端末1は、センサデータを加工する統計値(主成分)を主成分リスト120に基づいて設定し、センサデータから主成分に応じた統計データ(主成分データ)を演算してコンセントレータ5に送信する。
コンセントレータ5は、監視モードの無線センサ端末1から受信した統計データについて異常又は異常の予兆の有無を判定し、状態判定結果としてサーバ8に転送する。サーバ8は、各無線センサ端末1−1〜1−Nから受信した状態判定結果に基づいて、監視対象の設備の状態を決定する。
なお、本実施例1では、コンセントレータ5が、各無線センサ端末1の統計データについて状態を判定する例を示すが、これに限定されるものではない。例えば、コンセントレータ5が統計データをサーバ8へ転送し、サーバ8で統計データについて異常又は異常の予兆の有無を判定し、さらに、監視対象の設備の状態を決定するようにしてもよい。
<無線センサ端末>
無線センサ端末1は、所定の物理量を測定するセンサ2と、センサ2が測定したセンサデータを処理する信号処理部3と、信号処理部3と無線ネットワーク9との間で送受信を行うRF部4と、を含む。
信号処理部3は、演算処理を行うプロセッサ33と、プログラムやデータを保持するメモリ32と、センサ2やRF部4と信号の送受信を行うインタフェース31とを含む。メモリ32には、センサ2からセンサデータを取得し、センサデータの処理結果などを転送するデータ転送部100と、センサデータから統計値としての主成分データを算出する統計値演算部110と、コンセントレータ5から受信した主成分リスト120が保持される。
データ転送部100と、統計値演算部110の各機能部はプログラムとしてメモリ32にロードされる。
プロセッサ33は、各機能部のプログラムに従って処理することによって、所定の機能を提供する機能部として稼働する。例えば、プロセッサ33は、統計値演算プログラムに従って処理することで統計値演算部110として機能する。他のプログラムについても同様である。さらに、プロセッサ33は、各プログラムが実行する複数の処理のそれぞれの機能を提供する機能部としても稼働する。計算機及び計算機システムは、これらの機能部を含む装置及びシステムである。
信号処理部3の各機能を実現するプログラム、テーブル等の情報は、図示しない不揮発性半導体メモリやハードディスクドライブ、SSD(Solid State Drive)等の記憶デバイス、または、ICカード、SDカード、DVD等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。
統計値演算部110は、主成分リスト120で指定された統計値(主成分)を演算する。本実施例1では、以下に示す12の統計値について統計値演算部110が演算可能に設定される。
(1)N:zero crossing(単位時間内にセンサデータが0をよぎる回数)
(2)σ:標準偏差
(3)x_max:最大値
(4)p1:実効値
Figure 0006829666
ただし、i=1〜N。
(5)p2:絶対値のピークの平均値
Figure 0006829666
ただし、|x=絶対値の極大値、N=絶対値の極大値の総数。
(6)p3:歪度
Figure 0006829666
(7)p4:尖度
Figure 0006829666
(8)p5:絶対値のピークの平均値の正規化
Figure 0006829666
(9)p6:極大値の発生率
Figure 0006829666
ただし、N+P=極大値の総数。
(10)p7:極小値の発生率
Figure 0006829666
ただし、N−P=極小値の総数。
(11)p8:スペクトル値の総和
Figure 0006829666
ただし、f=周波数(i=1〜l)極小値の総数。
(12)p9:スペクトル二乗値の総和
Figure 0006829666
ただし、F(f)=f周におけるスペクトル値。
上記(1)〜(10)は時間領域の統計値を示し、(11)〜(12)は周波数領域の統計値を示す。そして、統計値演算部110は、主成分リスト120で指定された所定数(例えば、3つ)の主成分(統計値)について、センサデータの統計値を演算し、主成分データとして出力する。
なお、本実施例1では、トレーニングモードではデータ転送部100が、センサデータをそのままコンセントレータ5へ転送し、監視モードでは所定時間(例えば、100と、)毎に統計値演算部110が算出した主成分データを、データ転送部100がコンセントレータ5へ送信する。
無線センサ端末1は、図示しない電池または小型発電装置で駆動される。トレーニングモードでは、センサ2のサンプリング周波数(例えば、20kHz)に応じてデータ転送を行うため、消費電力は高くなるが、監視モードでは所定時間(例えば、100msec)毎の送信間隔となって消費電力を抑制することができる。
<コンセントレータ>
コンセントレータ5は、無線ネットワーク9を介して無線センサ端末1と通信を行うRF部6と、無線センサ端末1から受信したセンサデータまたは主成分データを処理し、ネットワーク10を介してサーバ8に処理結果を送信する信号処理部7と、データやプログラムを格納するストレージ74とを含む。
信号処理部7は、演算処理を行うプロセッサ73と、プログラムやデータを保持するメモリ72と、RF部6やネットワーク10と信号の送受信を行うインタフェース71とを含む。
メモリ72には、無線センサ端末1−1〜1−Nからセンサデータまたは主成分データを収集するデータ収集部710と、センサデータから統計値を算出する統計値演算部720と、統計値からクラスタを生成するクラスタ生成部730と、生成されたクラスタを用いて主成分分析を実施し、無線センサ端末1−1〜1−N毎の主成分を決定して主成分リスト120を生成する主成分分析部740と、無線センサ端末1から受信した主成分データから状態を判定する状態判定部750と、生成された主成分リスト120が保持される。
なお、コンセントレータ5で生成された主成分リスト120は、各無線センサ端末1へ送信されて信号処理部3に保持される。
データ収集部710と、統計値演算部720と、クラスタ生成部730と、主成分分析部740と、状態判定部750の各機能部はプログラムとしてメモリ72にロードされる。
プロセッサ73は、各機能部のプログラムに従って処理することによって、所定の機能を提供する機能部として稼働する。例えば、プロセッサ73は、統計値演算プログラムに従って処理することで統計値演算部720として機能する。他のプログラムについても同様である。さらに、プロセッサ73は、各プログラムが実行する複数の処理のそれぞれの機能を提供する機能部としても稼働する。計算機及び計算機システムは、これらの機能部を含む装置及びシステムである。
信号処理部7の各機能を実現するプログラム、テーブル等の情報は、ストレージ74や図示しない不揮発性半導体メモリやハードディスクドライブ、SSD(Solid State Drive)等の記憶デバイス、または、ICカード、SDカード、DVD等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。
統計値演算部720は、前記無線センサ端末1の統計値演算部110と同様であり、予め設定された前記(1)〜(12)の統計値の演算を行うことができる。本実施例1では、無線センサ端末1のトレーニングモードでは、無線センサ端末1から受信したセンサデータについて、統計値演算部720が上記12の統計値を演算する。
クラスタ生成部730は、トレーニングモードの期間中に統計値演算部720が算出した前記(1)〜(12)の統計値について、無線センサ端末1毎にそれぞれクラスタリングを実施して12のクラスタを生成する。なお、クラスタリングについては、周知又は公知の技術を適用すればよいので、ここでは詳述しない。
主成分分析部740は、生成された12のクラスタについて主成分分析を実施して、各クラスタの分散を算出する。そして、主成分分析部740は、前記(1)〜(12)に対応するクラスタの分散を降順でソートして、分散(あるいは分散率)の大きいものから上位数個(例えば、上位3つ)をセンサデータを加工する主成分(統計値)として選択する。
主成分分析部740は、上記選択した主成分(統計値)を格納した主成分リスト120を生成して、無線センサ端末1毎に送信する。なお、主成分分析については、周知又は公知の技術を適用すればよいので、ここでは詳述しない。
無線センサ端末1は、主成分リスト120を受信すると、主成分リスト120に格納された主成分に基づいてセンサデータを加工する統計値を設定し、監視モードを開始する。監視モードでは、統計値演算部110が所定時間(例えば、100msec)に取得したセンサデータから、主成分(例えば、標準偏差σ、実効値p1、歪度p3)として選択された統計値を演算子、これらの統計値を主成分データとしてコンセントレータ5へ送信する。
状態判定部750は、監視モードの無線センサ端末1から受信した主成分データについて、異常又は異常の予兆の有無を判定する。この判定は、前記(1)〜(12)の統計値毎に予め設定された閾値を超えた主成分データについて、異常又は異常の予兆を含む状態判定結果を生成し、サーバ8へ送信する。
サーバ8は、無線センサ端末1−1〜1−Nの状態判定結果に基づいて、設備の異常又は異常の予兆の有無を判定する。
<処理>
図2は、本発明の実施例1を示し、センシングシステムで行われる処理の一例を示すシーケンス図である。実施例1のセンシングシステムでは、無線センサ端末1を監視対象の設備に設置してから、無線センサ端末1が測定するセンサデータの主成分をコンセントレータ5が決定するためのトレーニング期間と、コンセントレータ5が無線センサ端末1毎に主成分を決定し、主成分リスト120を各無線センサ端末1に通知して、実際に主成分データを送信する監視期間に分けられる。
なお、トレーニング期間は、設備や無線センサ端末1のセンサ2によって異なり、例えば、半日〜数日などの期間を管理者などによってコンセントレータ5に予め設定しておくことができる。
監視対象の設備に設置された無線センサ端末1はトレーニングモードで稼働し、センサ2が測定したデータを、そのままコンセントレータ5へ送信する(S1)。コンセントレータ5は、所定の蓄積期間(例えば、1日)が経過するまで、受信したセンサデータを蓄積する。
所定の蓄積期間を経過すると、コンセントレータ5は蓄積されたセンサデータについて、上記(1)〜(12)の統計値をそれぞれ演算する(S2)。次に、コンセントレータ5は、上記(1)〜(12)の統計値のそれぞれについてクラスタリングを実施してクラスタを生成する(S3)。
コンセントレータ5は、上記(1)〜(12)のクラスタについて、それぞれ主成分分析を実施して、各クラスタの分散を算出する。コンセントレータ5は、各クラスタの分散を降順でソートし、上位から所定の順位(例えば、3位)までを主成分として選択する(S4)。
コンセントレータ5は、選択した主成分(統計値)を格納した主成分リスト120を生成して無線センサ端末1に送信する(S5)。無線センサ端末1は、主成分リスト120を受信すると、主成分リスト120に設定された主成分に基づいてセンサデータを加工する統計値を選択し、監視モードを開始する。
無線センサ端末1は、所定の収集期間(例えば、100msecまたはセンサデータの数=2K)でセンサデータを収集する(S7)。無線センサ端末1は、収集期間が経過する度に、収集したセンサデータについて主成分リスト120で定義された統計値を演算し、複数の統計値をまとめて主成分データとしてコンセントレータ5に送信する(S8)。
コンセントレータ5は、主成分データを受信すると、主成分データに含まれる複数の統計値について、予め設定されたそれぞれの閾値と比較し、異常又は異常の予兆の有無を判定する(9)。コンセントレータ5は、異常又は異常の予兆を含む状態判定結果を生成し、サーバ8へ送信する(S10)。
以降、センシングシステムでは、ステップS11〜14で示すように、上記ステップS7〜S10の処理を、所定の収集期間毎に繰り返して設備の監視を継続する。
トレーニング期間では、無線センサ端末1は、センサ2のサンプリング周波数を20KHzとし、1つのセンサデータが2バイトの場合、100msecの収集期間のデータ量は、4Kバイトとなる。
これに対して、監視期間では無線センサ端末1は、100msecの収集期間ごとに3つの統計値をそれぞれ2バイトで算出して主成分データとするので、1回に転送する主成分データは6バイトとなる。これにより、監視期間ではトレーニング期間に比して3/2000のデータ量となり、RF部4が消費する電力を抑制できる。
以上の処理によって、無線センサ端末1から出力されたセンサデータについて、予め設定された複数の統計値(1)〜(12)でクラスタ生成と主成分分析を実施し、生成されたクラスタの分散を比較することで、感度が高い(分散が大きい)統計値を学習することができる。そして、分散が大きい統計値の所定の上位を、センサデータの主成分として選択することで、センサデータを用いた状態の判定に余り寄与しない統計値を除外することで、状態判定の精度を向上させ、かつ、データの圧縮率を向上させることが可能となる。
図3は、本発明の実施例1を示し、コンセントレータで行われる処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図2のステップS1〜6で行われる処理である。
まず、コンセントレータ5は、無線センサ端末1から1セットのセンサデータを受信する(S21)。なお、本実施例1では、1セットのセンサデータは、2バイトのデータとする。
次に、コンセントレータ5は、受信したセンサデータについて上記(1)〜(12)の統計値をそれぞれ算出する(S22)。コンセントレータ5は、受信したセンサデータのセット数が所定値(例えば、1日分)以上となったか否かを判定する。所定値以上であれば、ステップS24へ進み、そうでない場合にはステップS21へ戻って上記処理を繰り返す。
コンセントレータ5は、算出された複数の統計値のそれぞれについてクラスタリングを行ってから、主成分分析を実施して分散を算出する(S24)。そして、コンセントレータ5は、分散の大きい順にN個の統計値を選択して主成分として定義する(S25)。
コンセントレータ5は、N個の統計値を含む主成分リスト120を生成して、無線センサ端末1へ送信する。
なお、上記ではセンサデータのセット数が所定値以上となるまでセンサデータを収集したが、図2で示したように、所定の蓄積期間が経過するまで上記処理を行っても良い。
以上のように本実施例1では、コンセントレータ5は収集したセンサデータについて、予め設定された複数の統計値についてそれぞれクラスタリングを行ってから主成分分析によって分散を算出することで、感度の高い(分散の大きい)統計値を所定の個数だけ選択する。
これにより、センサデータから算出された複数の統計値の中から、感度の高い主成分を絞り込むことが可能となって、主成分データに基づいて行われる異常又は異常の予兆の有無の判定精度を向上させることができる。
そして、コンセントレータ5がセンサデータをクラスタリングした分散で、主成分データを決定するため、センサ2の種類の違いや、測定する物理量の違い、監視対象の設備の違いなどに関わりなく、トレーニングによって無線センサ端末1に最適の主成分データを自動的に設定することが可能となる。
これにより、多数の設備を有する工場などにおいて、無線センサ端末1を設置して設備の監視を行う場合には、異常検出に最適な主成分を自動的に設定することが可能となって、センシングシステムの構築を極めて容易にすることができる。
また、コンセントレータ5は、接続される無線センサ端末1のセンサ2の種類の違いや設備の違いに関わらず、主成分データを自動的に設定することができるので、容易且つ迅速にセンシングシステムを構築することができ、可用性の高いセンシングシステムを提供委することができる。
また、無線センサ端末1やコンセントレータ5の管理者は、無線センサ端末1のセンサ2に関する特別な知識を要することなく主成分データを自動的に設定することが可能となるので、取り扱いが極めて容易なセンシングシステムを提供することができる。
実施例1のセンシングシステムをより具体的に示すために、例えば量産工場で用いられる加工機の動作状態を、その振動状態をモニタすることで推定するケースを説明する。測定対象である加工機の筺体内もしくは筺体の外部表面に、センサ2として加速度センサを
取り付ける。ここで、加速度センサは無線センサ端末1−1の構成要素であり、信号ケーブルで無線センサ端末1−1の筺体から引き出された構造をなす。トレーニングモードの時、無線センサ端末1−1はセンサ2で取得された加速度の生データ(例えば16bit,100kbpsでサンプリングされたデータ)をRF部4によりコンセントレータ5に送信する。
送信頻度は、例えば1秒分のサンプリングデータを1分間隔で送信する。従って、24時間動作を継続すると、無線センサ端末が1つの場合、1440個のデータセットがコンセントレータに蓄積される。コンセントレータ5は加速度の生データに基づいて前述の統計値(1)〜(12)を計算する。トレーニングモードを1週間続けた場合、コンセントレータ5には10080個のデータセットが蓄積され、統計値(1)〜(12)を用いて12次元の座標空間にプロットされた10080個のサンプル点として表現される。このデータを用いて、主成分分析により、加工装置の動作状態の変化に対して感度の高い統計値を調べた結果、例えば上位3つの主成分として、σ、N、p3が抽出される。
コンセントレータ5は主成分リストとして[σ, N, p3]を生成し、無線センサ端末1−1に送信する。その後、監視モードでは、無線センサ端末1−1はセンサ2が取得した生データから、新業処理部3にて主成分リストに記録された主成分であるσ、N、p3を計算し、その計算結果をRF部4を介してコンセントレータ5に送信する。
以上の手続により、監視モードでは無線送信するデータ量を大きく削減することができる。
本実施例2では、前記実施例1で選択した主成分の座標軸が傾いている場合には、座標軸を回転させて利用することで異常検出の精度を向上させるものである。その他の構成は、前記実施例1と同様である。
図4は、本発明の実施例2を示し、コンセントレータ5で行われる処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、前記実施例1の図2のステップS4で実施される。本実施例2では、図5に示すように、統計パラメータが(x1,x2)の例を示す。なお、図5は、本発明の実施例2を示し、座標軸変換の一例をグラフである。
コンセントレータ5は、
y1=h11×x1+h21×x2
よりy1の分散が最大となる(h11,h21)の組を探索する(S31)。そして、コンセントレータ5は、探索した結果のy1を第1の主成分として定義する(S32)。
次に、コンセントレータ5は、
y2=h12×x1+h22×x2
より、第1の主成分と直交する軸の中で、y2の分散が最大となる(h12,h22)の組を探索する(S33)。そして、コンセントレータ5は、探索した結果のy2を第2の主成分として定義する(S34)。
上記処理によって、主成分の座標を回転させることで異常検出の精度を向上させることが可能となる。
実施例1に記載した量産工場の加工機の動作状態を加速度センサで監視する例では、主成分をσ、N、p3の3つとしたが、これはクラスタ球の主軸がσ軸、N軸、p3軸と垂直と見なしたことに相当する。しかしながら、実施例2で説明した例のように、クラスタ球の主軸は各座標軸に対して傾きをもつことがほとんどであり、例えばσ-N平面およびN-p3平面で回転操作をする、と言ったような手続を経て、監視の精度を高めることが可能である。
本実施例3では、前記実施例1の監視モードで稼働させた無線センサ端末1を、再度トレーニングモードで稼働させて、コンセントレータ5が主成分を更新して、無線センサ端末1の主成分リスト120を更新するものである。本実施例3は、前記実施例1の構成に、再トレーニングと主成分リスト120の更新処理を加えたもので、その他の構成は、前記実施例1と同様である。
工場などの設備では、配置の変更や保守による部品の交換などで設備の稼働状態が変化したり、経年変化などによって設備の稼働状態が変化する場合がある。このような設備の変化に追従して、無線センサ端末1による異常又は異常の予兆の検知を行うために、設備の稼働状態を学習して主成分リスト120を更新する。
図6は、本発明の実施例3を示し、センシングシステムで行われる処理の一例を示すシーケンス図である。
ステップS41〜S43は、無線センサ端末1の導入当初のトレーニング期間で、前記実施例1の図2に示したステップS1〜S6と同様であり、コンセントレータ5は無線センサ端末1から受信したセンサデータを所定の蓄積期間が経過するまで収集し(S41)、収集したセンサデータに統計値演算と、クラスタリングと、主成分分析によって主成分リスト120を生成し(S42)、生成した主成分リスト120を無線センサ端末1に送信する(S43)。
主成分リスト120を受信した無線センサ端末1は、監視モードに切り替えて稼働し、ステップS44〜S46では、前記実施例1の図2に示したステップS7〜S10と同様にして、センサデータの収集及び主成分の演算を行って主成分データをコンセントレータ5へ送信する(S44)。主成分データを受信したコンセントレータ5は、主成分データの統計値と閾値を比較して状態を判定し(S45)、状態判定結果をサーバ8へ送信する(S46)。
次に、所定の稼働期間を経過して主成分リスト120の更新周期になると、コンセントレータ5は無線センサ端末1に対して、稼働モードをトレーニングモードに切り替える指令を送信する(S47)。なお、トレーニングモードへの切り替え指令は、コンセントレータ5の管理者などが図示しない入力装置を介して指令することができる。
また、主成分リスト120の更新周期は、設備の状態などに適宜設定することができ、例えば、1ヶ月間などである。
無線センサ端末1は、トレーニングモードに切り替えて稼働し、センサデータをコンセントレータ5へ送信する(S48)。コンセントレータ5は、初回のトレーニング(S42)と同様にして再トレーニングを実施する(S49)。すなわち、コンセントレータ5は、収集したセンサデータから統計値を算出してクラスタリングを行い、各クラスタについて分散の大きい方から所定数の統計値を主成分として選択し、主成分リスト120を生成して更新する(S50)。
コンセントレータ5は、更新された主成分リスト120を無線センサ端末1へ送信する(S51)。更新された主成分リスト120を受信した無線センサ端末1は、主成分リスト120を更新し、算出する統計値の種類を更新された主成分リスト120に応じて再設定する。そして、無線センサ端末1は、監視モードに復帰して、センサ2が測定したセンサデータから統計値を算出し、主成分データとしてコンセントレータ5に送信する(S52)。以降は、前記実施例1に示した監視モードで稼働を継続する。
以上のように、監視モードで稼働している無線センサ端末1を、再度トレーニングモードに切り替えて、コンセントレータ5が再度センサデータから主成分リスト120を生成して更新することで、設備の状態に対応する主成分データを設定することができ、異常又は異常の予兆の検出精度を維持することができる。
本実施例4では、前記実施例1の図1に示したコンセントレータ5の統計値演算部720を停止又は削除して、統計値の演算を無線センサ端末1の統計値演算部110のみで行うようにしたもので、その他の構成は前記実施例1と同様である。
図7は、本発明の実施例4を示し、センシングシステムで行われる処理の一例を示すシーケンス図である。
まず、監視対象の設備へ新たに設置された無線センサ端末1は、トレーニングモードで稼働する。本実施例4では、無線センサ端末1のトレーニングモードは、前記実施例1のようにセンサデータをそのまま送信するのではなく、所定の収集期間(例えば、100msec)毎に算出した複数の統計値を送信する(S61)。
無線センサ端末1は、所定の収集期間で収集したセンサデータについて、前記実施例1に示した(1)〜(12)の全ての統計値を算出してコンセントレータ5に送信する。
コンセントレータ5は、所定の蓄積期間(例えば、1日)が経過するまで、受信した全ての統計値を蓄積する。
コンセントレータ5は、所定の蓄積期間を経過した以降は、前記実施例1の図2に示したステップS4〜S6と同様に処理を行う。すなわち、コンセントレータ5は、蓄積した統計値のそれぞれについて、クラスタリングを実施してクラスタを生成し(S62)、各クラスタについてそれぞれ主成分分析を実施して、各クラスタの分散を算出する。そして、コンセントレータ5は各クラスタの分散を降順でソートし、上位から所定の順位(例えば、3位)までを主成分として選択する(S63)。コンセントレータ5は、選択した主成分(統計値)を格納した主成分リスト120を生成して無線センサ端末1に送信する(S64)。
以上の処理によって、トレーニングモードが終了する。本実施例4では、無線センサ端末1がセンサデータをそのまま送信せずに、設定された統計値データとして送信するため、送信するデータ量を低減して、無線センサ端末1の消費電力を低減することができる。
無線センサ端末1は、主成分リスト120を受信すると、主成分リスト120に設定された主成分に基づいてセンサデータを加工する統計値を選択し、監視モードを開始する。
ステップS65〜S67は、前記実施例1の図2に示したステップS7〜S10と同様であり、無線センサ端末1は、センサデータの収集及び主成分の演算を行って主成分データをコンセントレータ5へ送信する(S65)。主成分データを受信したコンセントレータ5は、主成分データの統計値と閾値を比較して状態を判定し(S66)、状態判定結果をサーバ8へ送信する(S67)。
次に、所定の稼働期間を経過して主成分リスト120の更新周期になると、コンセントレータ5は無線センサ端末1に対して、稼働モードをトレーニングモードに切り替える指令を送信する(S68)。
無線センサ端末1は、トレーニングモードに切り替えて稼働し、上記ステップS613と同様にして、所定の収集期間のセンサデータを設定された全ての統計値に変換し、これらの統計値をコンセントレータ5へ送信する(S69)。
コンセントレータ5は、初回のトレーニング(S62、S63)と同様にして再トレーニングを実施する。すなわち、コンセントレータ5は、収集した全ての統計値からクラスタリングを行い、各クラスタについて分散の大きい方から所定数の統計値を主成分として選択し、主成分リスト120を生成して更新する(S70)。
コンセントレータ5は、更新された主成分リスト120を無線センサ端末1へ送信する(S71)。新たな主成分リスト120を受信した無線センサ端末1は、メモリ32に保持された主成分リスト120を更新してから監視モードに切り替えて、センサデータから統計値を算出し、主成分データとしてコンセントレータ5に送信する(S72)。以降は、前記実施例1に示した監視モードで稼働を継続する。
以上のように、本実施例4では、統計値の演算を無線センサ端末1に集約したため、トレーニングモードでセンサデータをそのまま送信する必要がなくなって、送信による消費電力を低減することができる。
本実施例5では、前記実施例1の図1に示した無線センサ端末1−1乃至1−Nおよびコンセントレータ5が1つ以上のアクチュエータ60−1乃至60−Mを具備する装置80−1乃至80−Kに搭載されたものである。
図8は、本発明の実施例5を示し、センシングシステムの一例を示すブロック図である。
図8において、符号1−1乃至1−Nおよび符号5乃至9ならびに符号10で示した各ブロックの構造および動作は前記実施例1乃至4と同様である。
図8において、40は信号処理部70から出力される状態判定結果に基づいて、監視対象の状態を決定する認識処理部であり、50は前記認識処理部40の決定結果に基づいて、前記アクチュエータ60−1乃至60−Mの動作命令を生成し出力する制御処理部であり、11は装置80−1乃至80−Kが各々具備する信号処理部70から出力される状態判定結果および前記認識処理部40から出力される状態決定結果ならびに前記制御処理部50から出力される動作データを各々集約する第2のサーバである。
さらに、第2のサーバ11は複数の前記装置80−1乃至80−Kにおける前記状態判定結果、状態決定結果、動作命令を集約した結果を基づいて、多用な場所での多様なシーンにおける各最適な状態判定結果、状態決定結果、動作命令を学習し、ネットワーク10を介して前記装置80−1乃至80−Kに具備されている信号処理部70、認識処理部40、制御処理部50の各処理アルゴリズムを最適な状態(例えばより低消費電力な状態)にアップデートする信号を送出する。
以上のように、本実施例5では、監視対象の状態のセンシングおよびその状態判定結果に基づきアクチュエータを制御するフィードバックループが形成されるため、第2のサーバ11の機能を加えることにより、さらにシステム全体の動作を改善(例えば消費電力を低減)することができる。
なお、本実施例5において、無線センサ端末1−1乃至1−Nの一部乃至全部は無線ネットワーク9の代わりに、CAN(Controller Area Network)、Ether、SerDesなどの有線ネットワークで接続されていても構わない。
また、本実施例5において、前記装置80−1乃至80−Kは産業分野での組み立て装置のような固定装置または自動車や列車、建設機械などの移動装置のいずれであっても構わない。
<まとめ>
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、又は置換のいずれもが、単独で、又は組み合わせても適用可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、及び処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、及び機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
<補足>
特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。
<16>
<13>に記載のセンシング方法であって、
前記第3のステップは、
前記生成したクラスタの座標軸を回転させることを特徴とするセンシング方法。
<17>
<10>に記載のセンシング方法であって、
前記コンセントレータは、前記主成分リストを決定するトレーニングモードと、前記主成分リストを用いて前記無線センサ端末が主成分データを出力する監視モードと、を有し、
前記コンセントレータは、前記無線センサ端末に、前記トレーニングモードへ切り替える指令を送信する第9のステップと、
前記コンセントレータは、前記無線センサ端末から受信したデータに基づいて特徴量を算出し、前記特徴量から主成分分析によって主成分を決定して、前記主成分に対応する主成分リストを更新し、当該更新した主成分リストを前記無線センサ端末に送信する第10のステップと、
前記無線センサ端末は、前記更新された主成分リストを受け付けると、算出する統計値の種類を更新された主成分リストに応じて再設定して前記監視モードに復帰する第11のステップと、
をさらに含むことを特徴とするセンシング方法。
<18>
<15>に記載のコンセントレータであって、
前記第2の無線通信部は、前記無線センサ端末から複数種の統計値を受信して、
前記第2の信号処理部は、前記複数種の統計値のそれぞれについて特徴量を算出し、算出された各特徴量から主成分分析によって主成分となる前記統計値を選択し、当該選択した統計値を主成分リストとして前記無線センサ端末へ送信することを特徴とするコンセントレータ。
<19>
<15>に記載のコンセントレータであって、
前記第2の無線通信部は、前記センサデータを受信し、
前記第2の信号処理部は、予め設定された複数種の統計値の全てを選択して、前記センサデータから前記全ての統計値を算出し、前記全ての統計値のそれぞれについて特徴量を算出し、算出された各特徴量から主成分分析によって主成分となる前記統計値を選択し、当該選択した統計値を前記主成分リストとして前記無線センサ端末へ送信することを特徴とするコンセントレータ。
<20>
前記<18>または<19>に記載のコンセントレータであって、
前記第2の信号処理部は、前記特徴量として前記統計値のそれぞれについてクラスタを生成することを特徴とするコンセントレータ。
<21>
前記<20>に記載のコンセントレータであって、
前記第2の信号処理部は、前記主成分分析によって前記各特徴量から分散を算出して、前記分散の大きい順に所定数の特徴量に対応する統計値を主成分分析として選択し、当該選択した統計値を主成分リストとして出力することを特徴とするコンセントレータ。
<22>
前記<20>に記載のコンセントレータであって、
前記第2の信号処理部は、前記特徴量の算出を前記クラスタリングで生成したクラスタの座標軸を回転させることを特徴とするコンセントレータ。
<23>
<15>に記載のコンセントレータであって、
前記主成分リストを決定するトレーニングモードと、前記無線センサ端末から主成分データを受信する監視モードと、を有し、
前記第2の信号処理部は、
前記無線センサ端末に、前記トレーニングモードへ切り替える指令を送信し、
前記無線センサ端末から受信したデータに基づいて特徴量を算出し、前記特徴量から主成分分析によって主成分を決定して、前記主成分に対応する主成分リストを更新し、当該更新した主成分リストを前記無線センサ端末に送信することを特徴とするコンセントレータ。
<24>
プロセッサとメモリを含むコンセントレータを制御させるためのプログラムであって、
受信したデータに基づいて特徴量を算出する第1のステップと、
前記特徴量から主成分分析によって主成分を決定する第2のステップと、
前記主成分に対応する主成分リストを生成する第3のステップと、
前記生成された主成分リストを送信する第4のステップと、
を前記コンセントレータに実行させるためのプログラム。
<25>
センサとプロセッサとメモリを含む無線センサ端末を制御させるためのプログラムであって、
前記センサが測定したセンサデータを処理する第1のステップと、
前記処理されたデータを送信する第2のステップと、
主成分リストを受信し、前記主成分リストに基づいて、前記センサデータから主成分データを算出する統計値を決定する第3のステップと、
前記センサデータから当該決定された統計値を算出して主成分データとして送信する第4のステップと、
を前記無線センサ端末に実行させるためのプログラム。
1−1〜1−N 無線センサ端末
2 センサ
3、7 信号処理部
4、6 RF部
5 コンセントレータ
8 サーバ
9 無線ネットワーク
10 ネットワーク
31、71 インタフェース
32、72 メモリ
33、73 プロセッサ
100 データ転送部
110 統計値演算部
120 主成分リスト
710 データ収集部
720 統計値演算部
730 クラスタ生成部
740 主成分分析部

Claims (15)

  1. センサとプロセッサとメモリを含む無線センサ端末と、
    プロセッサとメモリを含んで前記無線センサ端末に接続されたコンセントレータと、
    を有するセンシングシステムであって、
    前記無線センサ端末は、
    前記センサが測定したセンサデータを処理する第1の信号処理部と、
    前記第1の信号処理部が出力したデータを送信する第1の無線通信部と、を含み、
    前記コンセントレータは、
    前記第1の無線通信部と通信を行う第2の無線通信部と、
    前記無線センサ端末から受信したデータに基づいて特徴量を算出し、前記特徴量から主成分分析によって主成分を決定して、前記主成分に対応する主成分リストを生成する第2の信号処理部と、を含むことを特徴とするセンシングシステム。
  2. 請求項1に記載のセンシングシステムであって、
    前記コンセントレータは、
    前記生成された主成分リストを前記第2の無線通信部から前記無線センサ端末へ送信し、
    前記無線センサ端末は、
    前記第1の無線通信部で受信した前記主成分リストに基づいて、前記センサデータから主成分データを算出する統計値を決定し、前記センサデータから当該決定した統計値を算出して主成分データとして出力し、前記第1の無線通信部から前記主成分データを前記コンセントレータへ送信することを特徴とするセンシングシステム。
  3. 請求項1に記載のセンシングシステムであって、
    前記無線センサ端末は、予め設定された複数種の統計値の全てを選択して、前記センサが測定したセンサデータから前記全ての統計値を算出し、前記第1の無線通信部は、前記算出された前記全ての統計値を前記コンセントレータへ送信し、
    前記コンセントレータは、
    前記統計値を受信して、前記複数種の統計値のそれぞれについて特徴量を算出し、算出された各特徴量から主成分分析によって主成分となる前記統計値を選択し、当該選択した統計値を前記主成分リストとして前記無線センサ端末へ送信することを特徴とするセンシングシステム。
  4. 請求項1に記載のセンシングシステムであって、
    前記無線センサ端末は、
    前記センサが測定したセンサデータを出力し、前記出力されたセンサデータを前記コンセントレータへ送信し、
    前記コンセントレータは、
    前記第2の無線通信部で前記センサデータを受信して、予め設定された複数種の統計値の全てを選択して、前記センサデータから前記全ての統計値をそれぞれ算出し、前記統計値のそれぞれについて特徴量を算出し、算出された各特徴量から主成分分析によって主成分となる前記統計値を選択し、当該選択した統計値を前記主成分リストとして前記無線センサ端末へ送信することを特徴とするセンシングシステム。
  5. 請求項3または請求項4に記載のセンシングシステムであって、
    前記コンセントレータは、前記特徴量として前記統計値のそれぞれについてクラスタを生成することを特徴とするセンシングシステム。
  6. 請求項5に記載のセンシングシステムであって、
    前記コンセントレータは、前記主成分分析によって前記各特徴量から分散を算出して、前記分散の大きい順に所定数の特徴量に対応する統計値を主成分分析として選択し、当該選択した統計値を主成分リストとして出力することを特徴とするセンシングシステム。
  7. 請求項5に記載のセンシングシステムであって、
    前記コンセントレータは、前記生成したクラスタの座標軸を回転させることを特徴とするセンシングシステム。
  8. 請求項2に記載のセンシングシステムであって、
    前記センシングシステムは、前記主成分リストを決定するトレーニングモードと、前記主成分リストを用いて前記無線センサ端末が主成分データを出力する監視モードと、を有し、
    前記コンセントレータは、
    前記無線センサ端末に、前記トレーニングモードへ切り替える指令を送信し、
    前記無線センサ端末から受信したデータに基づいて特徴量を算出し、前記特徴量から主成分分析によって主成分を決定して、前記主成分に対応する主成分リストを更新し、当該更新した主成分リストを前記無線センサ端末に送信し、
    前記無線センサ端末は、
    前記更新された主成分リストを受け付けると、算出する統計値の種類を更新された主成分リストに応じて再設定して前記監視モードに復帰することを特徴とするセンシングシステム。
  9. センサとプロセッサとメモリを含む無線センサ端末に接続されたコンセントレータがデータを収集するセンシング方法であって、
    前記無線センサ端末は、前記センサが測定したセンサデータを処理する第1のステップと、
    前記無線センサ端末は、前記処理されたデータを前記コンセントレータに送信する第2のステップと、
    前記コンセントレータは、前記無線センサ端末から受信したデータに基づいて特徴量を算出する第3のステップと、
    前記コンセントレータは、前記特徴量から主成分分析によって主成分を決定する第4のステップと、
    前記コンセントレータは、前記主成分に対応する主成分リストを生成する第5のステップと、を含むことを特徴とするセンシング方法。
  10. 請求項9に記載のセンシング方法であって、
    前記コンセントレータは、前記生成された主成分リストを前記無線センサ端末へ送信する第6のステップと、
    前記無線センサ端末は、受信した前記主成分リストに基づいて、前記センサデータから主成分データを算出する統計値を決定する第7のステップと、
    前記無線センサ端末は、前記センサデータから当該決定された統計値を算出して主成分データとして出力し、前記コンセントレータへ送信する第8のステップと、
    をさらに含むことを特徴とするセンシング方法。
  11. 請求項9に記載のセンシング方法であって、
    前記第1のステップは、
    予め設定された複数種の統計値の全てを選択して、前記センサが測定したセンサデータから前記全ての統計値を算出し、
    前記第2のステップは、
    前記算出された前記全ての統計値を前記コンセントレータへ送信し、
    前記第3のステップは、
    前記統計値を受信して、前記複数種の統計値のそれぞれについて特徴量を算出し、
    前記第4のステップは、
    前記算出された各特徴量から主成分分析によって主成分となる前記統計値を選択し、
    前記第5のステップは、
    当該選択した統計値を前記主成分リストとして前記無線センサ端末へ送信することを特徴とするセンシング方法。
  12. 請求項9に記載のセンシング方法であって、
    前記第1のステップは、
    前記センサが測定したセンサデータを出力し、
    前記第2のステップは、
    前記出力されたセンサデータを前記コンセントレータへ送信し、
    前記第3のステップは、
    前記センサデータを受信して、予め設定された複数種の統計値の全てを選択して、前記センサデータから前記全ての統計値をそれぞれ算出し、前記統計値から前記特徴量をそれぞれ算出し、
    前記第4のステップは、
    前記算出された各特徴量から主成分分析によって主成分となる前記統計値を選択し、
    前記第5のステップは、
    当該選択した統計値を前記主成分リストとして前記無線センサ端末へ送信することを特徴とするセンシング方法。
  13. 請求項11または請求項12に記載のセンシング方法であって、
    前記第3のステップは、
    前記特徴量として、前記統計値のそれぞれについてクラスタを生成することを特徴とするセンシング方法。
  14. 請求項13に記載のセンシング方法であって、
    前記第4のステップは、
    前記主成分分析によって前記各特徴量から分散を算出して、前記分散の大きい順に所定数の特徴量に対応する統計値を主成分分析として選択し、当該選択した統計値を主成分リストとして出力することを特徴とするセンシング方法。
  15. プロセッサとメモリを含んで無線センサ端末と通信するコンセントレータであって、
    前記無線センサ端末と通信を行う第2の無線通信部と、
    前記無線センサ端末から受信したデータに基づいて特徴量を算出し、前記特徴量から主成分分析によって主成分を決定して、前記主成分に対応する主成分リストを生成する第2の信号処理部と、を含み、
    前記第2の無線通信部は、
    前記生成された主成分リストを前記第2の無線通信部から前記無線センサ端末へ送信し、前記無線センサ端末から主成分データを受信することを特徴とするコンセントレータ。
JP2017139979A 2017-07-19 2017-07-19 センシングシステム、センシング方法及びコンセントレータ Active JP6829666B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017139979A JP6829666B2 (ja) 2017-07-19 2017-07-19 センシングシステム、センシング方法及びコンセントレータ
US15/935,076 US10560762B2 (en) 2017-07-19 2018-03-26 Sensing system, sensing method, and concentrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017139979A JP6829666B2 (ja) 2017-07-19 2017-07-19 センシングシステム、センシング方法及びコンセントレータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019021110A JP2019021110A (ja) 2019-02-07
JP6829666B2 true JP6829666B2 (ja) 2021-02-10

Family

ID=65023559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017139979A Active JP6829666B2 (ja) 2017-07-19 2017-07-19 センシングシステム、センシング方法及びコンセントレータ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10560762B2 (ja)
JP (1) JP6829666B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019142273A1 (ja) * 2018-01-17 2019-07-25 日本電気株式会社 設備状態監視システム、分析装置、方法、プログラム
US11113168B2 (en) * 2018-03-09 2021-09-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Distributed architecture for fault monitoring
US10819795B2 (en) * 2018-04-26 2020-10-27 Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. Transmitting principal components of sensor data that are responsive to a continuous query
JP7363567B2 (ja) 2019-09-20 2023-10-18 富士電機株式会社 モデル生成装置、電力変換装置及び電力制御システム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5263080A (en) * 1990-06-01 1993-11-16 Boston Technology, Inc. Telephone message storage system with out-of-band signalling
US5606600A (en) * 1995-05-10 1997-02-25 Mci Communications Corporation Generalized statistics engine for telephone network employing a network information concentrator
US20050098955A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-12 Stu Rasmussen Interactive knowledge based game system
CN101236693B (zh) * 2007-02-01 2011-08-10 上海久隆电力(集团)有限公司 一种智能抄表系统
US9443201B2 (en) * 2010-06-09 2016-09-13 Siemens Aktiengesellschaft Systems and methods for learning of normal sensor signatures, condition monitoring and diagnosis
EP2544387B1 (en) * 2011-07-04 2016-03-16 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Methods and devices for performing synchronization and compensating clock drift among communication devices
JP6280226B2 (ja) * 2014-08-11 2018-02-14 日本電信電話株式会社 生体信号測定システム
JP6339951B2 (ja) 2015-03-04 2018-06-06 株式会社日立製作所 データ収集システム、データ収集方法、サーバ及びゲートウェイ
JP2017041159A (ja) 2015-08-21 2017-02-23 株式会社日立製作所 機器診断システム
WO2017090098A1 (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 株式会社日立製作所 設備管理装置および方法
JP6174105B2 (ja) * 2015-12-07 2017-08-02 ヤフー株式会社 判定装置、判定方法及び判定プログラム
CN107205059B (zh) * 2016-03-17 2021-02-12 华为技术有限公司 管理表计设备地址的方法、采集终端和表计设备
JP6483917B2 (ja) * 2016-07-19 2019-03-13 株式会社日立製作所 センサシステム及びデータ収集方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190028782A1 (en) 2019-01-24
JP2019021110A (ja) 2019-02-07
US10560762B2 (en) 2020-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6829666B2 (ja) センシングシステム、センシング方法及びコンセントレータ
JP6339951B2 (ja) データ収集システム、データ収集方法、サーバ及びゲートウェイ
JP6374466B2 (ja) センサインタフェース装置、測定情報通信システム、測定情報通信方法、及び測定情報通信プログラム
US8204717B2 (en) Cloud computing as a basis for equipment health monitoring service
Aydın et al. Combined intelligent methods based on wireless sensor networks for condition monitoring and fault diagnosis
JP6795444B2 (ja) 異常検知システム、半導体装置の製造システムおよび製造方法
JP2014164568A (ja) 端末装置、分散処理方法、分散処理プログラムおよび分散処理システム
EP4177687A1 (en) Symbolic access of industrial devices and methods
CN108154230A (zh) 深度学习处理器的监控方法和监控装置
CN113744087A (zh) 一种电子电器用变压器运行状态智能检测的方法及装置
CN115668084A (zh) 诊断装置、服务器以及诊断方法
JP2016146020A (ja) データ分析システム及び分析方法
KR102534367B1 (ko) 전력 시계열 데이터의 전송처리 시스템 및 방법
JP2008108255A (ja) 監視システム及び方法
JP5089716B2 (ja) データ収集装置、空気調和装置、データ収集システム、データ収集方法及びプログラム
EP4177685A1 (en) Symbolic access of industrial device systems and methods based on an on-premise gateway device
Robyns et al. An intelligent data capturing framework to improve condition monitoring and anomaly detection for industrial machines
KR101997951B1 (ko) 시맨틱 정보 분석을 지원할 수 있는 IoT 서비스 시스템 및 방법
JP2017162046A (ja) センサーデータ処理装置、センサーデータ処理システム、センサーデータ処理方法、及び、センサーデータ処理プログラム
WO2018142694A1 (ja) 特徴量生成装置、特徴量生成方法及びプログラム
JP2017138875A (ja) 無線通信システムおよび該システムに用いられる通信端末
JP4648204B2 (ja) センサ端末
JP6359584B2 (ja) ゲートウェイ装置およびデータ収集システム
WO2020101791A2 (en) Technologies for managing safety at industrial sites
US11699111B2 (en) Control device and monitoring system of manufacturing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210122

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6829666

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150