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 PDFInfo
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Description
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。
(2)σ:標準偏差
(3)x_max:最大値
(4)p1:実効値
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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
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。
<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。
<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。
<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。
<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。
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。
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。
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。
<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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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