JP6969293B2 - センシング装置、制御方法、プログラム - Google Patents
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Description
図1は同実施形態によるセンシング装置の構成を示すブロック図である。
この図で示すようにセンシング装置1は、メインボード10、サブボード20、センサボード30を備える。メインボード10にはCPU11、メモリ12が備わる。サブボード20にもCPU21、メモリ22が備わる。センサボード30には信号処理部31が備わる。信号処理部31にはAFE(Analog front End)32と、A/D変換部33が備わる。
サブボード20はセンサボード30を介して接続されたアナログセンサ3と接続される。アナログセンサ3のセンシング情報はCPU21が取得する。
センサボード30はアナログセンサ3のセンシング情報をAFE32で受信する。AFE32はアナログ信号のセンシング情報を増幅、フィルタリング等を行い、A/D変換部33でそのアナログ信号をデジタル情報に変換してサブボード20のCPU21へ出力する。サブボード20のCPU21はアナログセンサ3のセンシング情報をデジタル情報により取得する。
メインボード10のCPU11とサブボード20のCPU21はバスを介して相互に通信接続する。
メインボード10のCPU11は予めメモリ12等で記憶するプログラムを実行する。当該プログラムの実行によりCPU11には制御部101、センシング情報取得部102、動作判定部103、通信処理部104の各機能が備わる。
サブボード20のCPU21は予めメモリ22等で記憶するプログラムを実行する。当該プログラムの実行によりCPU21には制御部201、センシング情報取得部202、センシング情報転送部203の各機能が備わる。
図3は第一の実施形態によるセンシング装置の処理フローを示す図である。
次に第一の実施形態の処理フローについて順を追って説明する。
本実施形態においてセンシング装置1は、起動した直後にメインボード10のCPU11がメインボード10の各構成の電源をONして(ステップS301)、メインボード10のCPU11がメインに動作する。初期状態においてサブボード20はスタンバイモードまたは電源OFFとなっている。なおセンシング装置1はデジタルセンサ2の電源をONに制御し(ステップS302)、またアナログセンサ3の電源をOFFに制御する。この状態でメインボード10のCPU11内のセンシング情報取得部102はデジタルセンサ2から第一センシング情報(第一計測値)を取得する。動作判定部103は第一センシング情報を取得する(ステップS303)。動作判定部103は第一センシング情報をメモリ12に記録する(ステップS304)。動作判定部103は第一センシング情報をメモリ12に記録する代わりに上位サーバへ送信する処理を行ってもよい。動作判定部103は記録した第一センシング情報の値が正常な範囲の上下の閾値を超えた異常値であるかを判定する(ステップS305)。動作判定部103は第一センシング情報の値が正常値の範囲である場合には、ステップS303、ステップS304の処理を繰り返す。
また第一センシング情報の値が正常値の範囲である場合には、サブボード20、センサボード30、アナログセンサ3をスリープ状態に移行しておくことができるため、消費電力を抑えつつ、センシング対象の物理量の検出精度を向上させることができる。
また上述のセンシング装置1においてアナログセンサ3、センサボード30、サブボード20のセットを複数セット備え、各セットがメインボード10とバスにより接続されていてもよい。この場合CPU11の動作判定部103は、第一センシング情報の値が異常である場合、全てのセットに含まれるアナログセンサ3、センサボード30、サブボード20を起動させてもよいし、複数のセットのうちの何れか1つまたは複数のセットのアナログセンサ3、センサボード30、サブボード20を起動させてもよい。
センシング装置1は、通常はデジタルセンサ2から取得した第一センシング情報を用いて所定の処理を行い、第一センシング情報の値が異常値である場合にアナログセンサ3から取得した第二センシング情報を用いて所定の処理を行っている。しかしながらセンシング装置1は、デジタルセンサ2から取得した第一センシング情報を用いた所定の処理を一日に一回行い、アナログセンサ3から取得した第二センシング情報を用いた当該所定の処理を一月に一回行うようにしてもよい。
この処理は、動作判定部103が、CPU11デジタルセンサ2から第一センシング情報を取得する間隔よりも長い間隔で、CPU21を起動し当該CPU21がアナログセンサの計測する第二センシング情報を取得するよう制御する場合の一態様である。
第二の実施形態によるセンシング装置1において、ステップS401〜ステップS404までの処理は第一の実施形態のステップS301〜ステップS304処理と同様である。そして動作判定部103は第二センシング情報を取得するタイミングであるかを判定する(ステップS405)。例えば、動作判定部103は計時カウンタから取得した値に基づいて一ヶ月が経過したと判定した場合には第二センシング情報を取得するタイミングであると判定する。第二センシング情報を取得するタイミングである場合、動作判定部103はウェイクアップ信号を出力する(ステップS406)。すると、第一の実施形態におけるステップS307〜ステップS313の処理と同様の処理ステップS407〜ステップS413をサブボード20のCPU21が行う。
図5は第三の実施形態によるセンシング装置の処理フローを示す図である。
センシング装置1において、動作判定部103は、CPU11がデジタルセンサ2から取得した第一センシング情報の値と、CPU21を起動した後に当該CPU21から取得した第二センシング情報の値とを用いて、それら第一センシング情報の値と第二センシング情報の値の何れが異常かを判定するようにしてもよい。この場合、動作判定部103は、 第一センシング情報の値と第二センシング情報の値との誤差に基づいて第一センシング情報または第二センシング情報の異常を判定する。
まずステップS405においては第一センシング情報を記録した場合には必ず第二センシング情報取得タイミングであると判定する。そして、第二の実施形態のステップS415において第二センシング情報を取得すると、動作判定部103は、ステップS404で記録した第一センシング情報の値と、ステップS415において取得した第二センシング情報の値との誤差を算出する。動作判定部103はその誤差が閾値以上である場合には、第一センシング情報と第二センシング情報の何れかが異常であると判定する。制御部101は、第一センシング情報と第二センシング情報の何れかが異常であると判定された場合には故障を示すアラームをモニタリング装置に対して出力するようにしてもよい。その後、第二の実施形態によるステップS416からの処理が行われてよい。
センシング装置1においては所定の基準値とセンシング情報が示す値とを比較してもよい。
例えば、デジタルセンサ2から過去に取得した正常時の第一センシング情報の値や、アナログセンサ3から過去に取得した正常時の第二センシング情報の値を基準値として記録しておき、その基準値と、新たに取得した第一センシング情報や第二センシング情報の、対応する基準値との誤差に基づいて、第一センシング情報や第二センシング情報の異常を判定してもよい。
第四の実施形態によるセンシング装置1は、図5で示す第三の実施形態におけるステップS501の異常判定処理に代えて、以下の異常判定処理を行う。
まず動作判定部103は第一センシング情報と第二センシング情報の取得が初回かを判定する(ステップS5011)。動作判定部103は第一センシング情報と第二センシング情報の取得が初回である場合、ステップS404で記録した第一センシング情報を第一基準値として記録し、ステップS415で記録した第二センシング情報を第二基準値として記録する(ステップS5012)。
これによりデジタルセンサ2とアナログセンサ3の何れかのセンサの異常を特定することができる。
センシング装置1においては所定の基準値とその基準値に対応するセンシング情報の示す値とを比較してもよい。
例えば、デジタルセンサ2から取得した第一センシング情報の値や、アナログセンサ3から取得した第二センシング情報の値を基準値として記録しておき、その基準値と、新たに取得した第一センシング情報や第二センシング情報の、対応する基準値との誤差に基づいて、第一センシング情報や第二センシング情報の異常を判定してもよい。
第四の実施形態によるセンシング装置1は、図5で示すステップS501の異常判定処理において以下の様な処理を行う。
まず動作判定部103は前回の異常判定から所定時間経過したかを判定する(ステップS5071)。所定時間経過した場合、動作判定部103はデジタルセンサ2から取得した第一センシング情報が示すデジタルセンシング領域の各値と、アナログセンサ3から取得した第二センシング情報が示すアナログセンシング領域の各値とを比較する。なおデジタルセンシング領域とは例えばセンシング情報が振動であれば振動の周波数領域、センシング情報が音であれば音の周波数領域等である。通常はデジタルセンシング領域よりもアナログセンシング領域は広範囲である。動作判定部103はデジタルセンシング領域に重ならないアナログセンシング領域においてアナログセンシング情報が有意な検出値を示すかを判定する(ステップS5072)。有意な検出値は所定の閾値以上の検出値であるかどうかにより判定すればよい。動作判定部103は、デジタルセンシング領域に重ならないアナログセンシング領域においてアナログセンシング情報が有意な検出値を示していない場合、サブボード20、センサボード30、アナログセンサ3が電源OFFとなるようにスリープ要求信号をサブボード20へ出力する(ステップS5073)。そして動作判定部103はデジタルセンサ2からの第一センシング情報の取得と記録を継続する(ステップS5074)。
上述の各実施形態のセンシング装置1はデジタルセンサ2とアナログセンサ3のそれぞれ一つずつと接続されている。しかしながらセンシング装置1は、デジタルセンサ2とアナログセンサ3を1組とする複数組のデジタルセンサ2とアナログセンサ3のそれぞれと接続し、各センサからセンシング情報を取得してよい。この場合、各組は別々の測定対象や、同一測定対象の別々の位置におけるセンシング情報を測定してよい。
またアナログセンサ3とデジタルセンサ2とが同一測定対象の別々の位置におけるセンシング情報を測定してもよい。例えば、測定対象の低周波の振動が多く発生する箇所をデジタルセンサ2を用いて測定し、同一の測定対象の高周波の振動が多く発生する箇所をアナログセンサ3を用いて測定する。これにより、それぞれのセンサの故障検知に適した場所での測定が可能になるため、異常値発生場所の特定が容易となる。
この図が示すようにセンシング装置1は、デジタルセンサ2と接続された第一演算部(CPU11)と、アナログセンサ3と接続された第二演算部(CPU11)と、何れの演算部を動作させるかを判定する動作判定部103の機能を備えればよい。
2・・・デジタルセンサ
3・・・アナログセンサ
10・・・メインボード
11,21・・・CPU
12,22・・・メモリ
20・・・サブボード
30・・・センサボード
50・・・無線通信装置
101,201・・・制御部
102,202・・・センシング情報取得部
103・・・動作判定部
104・・・通信処理部
203・・・センシング情報転送部
Claims (9)
- デジタルセンサと接続され前記デジタルセンサから第一計測値を取得する第一演算部と、
アナログセンサと接続され前記アナログセンサから第二計測値を取得する第二演算部と、
前記第一演算部と前記第二演算部との何れを動作させるかを判定する動作判定部と、
を備え、
前記動作判定部は、前記第一計測値に異常がない場合には前記アナログセンサと接続された第二演算部の動作を少なくとも停止すると判定する
センシング装置。 - 前記動作判定部は、前記第一演算部が前記デジタルセンサから取得した前記第一計測値を用いて所定の処理を行うと判定し、前記動作判定部は所定のタイミングで前記第二演算部を起動し、前記第二演算部が前記アナログセンサから取得した前記第二計測値を用いて所定の処理を行うと判定する
請求項1に記載のセンシング装置。 - 前記動作判定部は、前記第一演算部が前記デジタルセンサから第一計測値を取得する間隔よりも長い間隔で、前記第二演算部を起動し、当該第二演算部が前記アナログセンサの計測する第二計測値を取得するよう制御する
請求項2に記載のセンシング装置。 - 前記動作判定部は、前記第一演算部が前記デジタルセンサから取得した第一計測値と、前記第二演算部を起動した後に、当該第二演算部から取得した第二計測値とを用いて、それら第一計測値と第二計測値の何れが異常かを判定する
請求項2または請求項3に記載のセンシング装置。 - 前記動作判定部は、前記第一計測値と前記第二計測値との誤差に基づいて前記第一計測値または前記第二計測値の異常を判定する
請求項2から請求項4の何れか一項に記載のセンシング装置。 - 前記動作判定部は、前記第一計測値と前記第二計測値とを記憶し、当該記憶した第一計測値と新たに取得した第一計測値との比較に基づいて、前記第一計測値の異常を判定し、当該記憶した第二計測値と新たに取得した第二計測値との比較とに基づいて、前記第二計測値の異常を判定する
請求項2から請求項4の何れか一項に記載のセンシング装置。 - 前記動作判定部は、前記第一計測値に異常がある場合には前記デジタルセンサから取得した前記第一計測値に代えて、前記アナログセンサから取得した前記第二計測値を用いて所定の処理を行う
請求項2から請求項6の何れか一項に記載のセンシング装置。 - 第一演算部がデジタルセンサと接続して前記デジタルセンサから第一計測値を取得し、
第二演算部がアナログセンサと接続して前記アナログセンサから第二計測値を取得し、
動作判定部が、前記第一演算部と前記第二演算部との何れを動作させるかを判定し、前記第一計測値に異常がない場合には前記アナログセンサと接続された第二演算部の動作を少なくとも停止すると判定する
制御方法。 - デジタルセンサと接続され前記デジタルセンサから第一計測値を取得する第一演算部と、アナログセンサと接続され前記アナログセンサから第二計測値を取得する第二演算部と、を備えたセンシング装置のコンピュータを、
前記第一演算部と前記第二演算部との何れを動作させるかを判定し、前記第一計測値に異常がない場合には前記アナログセンサと接続された第二演算部の動作を少なくとも停止すると判定する動作判定部と、
として機能させるプログラム。
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