JP7028394B2 - 状態監視システム - Google Patents

Description

本発明は、近距離無線通信を用いて機器やオペレータの状態を監視する状態監視システムに関する。

電動機器、油圧機器などの機器の状態を監視する機器状態監視システムとして、無線センサーネットワークを用いたもの、例えば特許文献１が知られる。この状態監視システムでは、無線センサーネットワークに接続された複数のセンサーによって機器の状態を示す様々な物理量が検出され、各センサーの検出データは無線センサーネットワークを通じてゲートウェイにて収集され、外部のネットワーク上のデータ分析用のコンピュータなどに送信される。

このような状態監視システムでは、センサーの出力をデータ化して無線通信することが可能な無線センサーモジュールが用いられる。無線センサーモジュールおよびゲートウェイはそれぞれ、例えば、メッシュ型の無線センサーネットワークのノードとして扱われる。メッシュ型の無線センサーネットワークでは、データを送受信するノードのペアを更新することによって、無線センサーモジュールで生成された検出データがゲートウェイに到達するまでの無線通信経路を適宜切り替えることができる。無線センサーネットワークの無線通信には、例えば工業用無線規格であるＩＳＡ１００．１１ａによる近距離無線通信などがある。

特許第６０４１１４１号公報

上記のような状態監視システムにおいて、オペレータ（作業者）が所持する外部機器から無線センサーモジュールにアクセスし、情報読み出しや設定などを行う場合、無線センサーモジュールは、外部機器と常時接続可能な状態で待機している。

そのため、この待機状態を維持するための電力消費、外部からの不正アクセスのリスク、他の無線機器との混信などの懸念があり、これらの懸念を改善する要望があった。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、外部機器との通信の待機状態を維持するための電力消費などの懸念を改善することができる状態監視システムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一形態に係る状態監視システムは、データ分析装置と、複数のセンサーモジュールと、ゲートウェイと、第３の通信モジュールを有する外部機器とを具備する。上記複数のセンサーモジュールは、バッテリ、複数の機器の状態を検出して検出データを出力する検出部、制御部、ならびに、第１および第２の通信モジュールを有する。上記ゲートウェイは、上記データ分析装置および上記複数のセンサーモジュールと通信する。
上記第１の通信モジュールは、上記第３の通信モジュールと通信可能である。上記第２の通信モジュールは、上記ゲートウェイ、上記データ分析装置、および、他のセンサーモジュールと通信可能である。上記データ分析装置は、上記制御部にモードの切り替えに関する情報を送信する。上記制御部は、受信する上記情報に基づいて、上記第１と第３の通信モジュール間の通信を許可する第１モードと、上記第１と第３の通信モジュール間の通信を許可しない第２モードとを切り替える。

本発明の一形態に係る状態監視システムにおいて、上記複数のセンサーモジュールは、上記ゲートウェイと上記第３の通信モジュールとで異なる通信方式で通信してもよい。

上記データ分析装置は、所定の期間のうちの少なくとも１つの所定の時間帯において、上記第１モードに設定するようにすべての上記センサーモジュールに情報を送信してもよい。

上記データ分析装置は、上記検出データに基づいて上記機器の異常の有無を判定し、異常有りと判定したときに上記第１モードにさらに設定するように上記センサーモジュールに情報を送信し、かつ、上記外部機器にアラート出力させる命令を送信してもよい。

上記データ分析装置は、所定の時間差で少なくとも１つの所定の時間帯において上記第１モードにさらに設定するように、少なくとも１つの上記センサーモジュールに情報を送信してもよい。

上記データ分析装置は、上記外部機器と通信接続可能に隣接する上記センサーモジュールを選定してもよい。

作業エリア全体を複数のエリアに区画し、その区画された各エリア内に存在する上記センサーモジュールを選定してもよい。

上記データ分析装置は、作業エリア全体の外側から内側にエリアを絞り込むように区画し、すべての上記センサーモジュールのうちの１つが外部機器と通信接続されるまで、その区画されたエリアごとに、上記複数のセンサーモジュールに対して一斉に、少なくとも１つの所定の時間帯において上記第１モードを設定するように情報を送信してもよい。

上記複数のセンサーモジュールは、外部操作に応じて上記第１モードに切り替え可能な機械スイッチを有してもよい。

以上のように、本発明によれば、無線センサーモジュールの省電力化を図ることができる。

本発明に係る一実施形態である機器状態監視システムの全体的な概念図である。 監視システム内の、複数の機器、複数のセンサー及び複数の端末装置等をより具体的に説明するための図である。 データ分析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 メッシュ型の無線センサーネットワークの構成例を示す図である。 端末装置の構成を示すブロック図である。 端末装置の構成を示すブロック図である。 端末装置により実行される処理のフローチャートである。 データ分析装置により実行される処理のフローチャートである。 接続時間帯を固定するモード条件を例示したイメージ図である。 上位ＰＣ側の判断で接続時間帯をさらに設定するモード条件を例示したイメージ図である。 外部機器と通信可能に隣接した端末装置の接続時間帯を設定するモード条件を例示したイメージ図である。 作業エリアごとに端末装置の接続時間帯を設定するモード条件を例示したイメージ図である。 接続エリアを探索しながら端末装置の接続時間帯を設定するモード条件を例示したイメージ図である。

以下、本発明の実施の形態を図面をもとに説明する。

１．機器状態監視システムの概要

図１は本発明に係る一実施形態である機器状態監視システムの全体的な概念図である。

機器状態監視システム１は、例えば工場などの施設内の複数の監視対象である複数の機器１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ（以下、個別に説明する場合を除き、機器１０とも総称する））の状態を監視するシステムである。監視システム１は、無線センサーネットワーク１００と、データ分析システム２００とを有する。無線センサーネットワーク１００とデータ分析システム２００とはネットワーク３００を通じて接続可能である。ここでネットワークはＬＡＮ（Local Area Network）であってもＷＡＮ（Wide Area Network）であってもよい。

無線センサーネットワーク１００は、IoTゲートウェイＧと複数の端末装置Ｍなどを含む。

端末装置（無線センサーモジュール）Ｍは、機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの状態を検出する１以上のセンサー２１の検出信号を取り込み、デジタルデータ化する。端末装置Ｍは、内蔵する第２の加速度センサー１９の検出信号を、デジタルデータ化する。さらに端末装置Ｍは、センサー２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ（以下、個別に説明する場合を除き、センサー２１とも総称する））及び端末装置Ｍが内蔵する第２の加速度センサー１９（後述）の出力から機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの診断用の検出データを生成し、他のノード（ゲートウェイＧ、他の端末装置Ｍ）との間で無線通信より検出データを送受信することが可能である。

ゲートウェイＧは、複数の端末装置Ｍで生成された各検出データを収集し、外部のネットワーク３００を通じてデータ分析システム２００に送信する。

データ分析システム２００は、無線センサーネットワーク１００のゲートウェイＧから外部のネットワーク３００を通じて伝送された検出データを蓄積するデータ蓄積装置２０１と、データ蓄積装置２０１に蓄積された検出データを所定のプログラムに従って分析して機器の状態を診断するデータ分析装置２０２とを有する。
ゲートウェイＧは、データ分析装置２０２および複数の端末装置（センサーモジュール）Ｍと通信する。

図２は機器状態監視システム１内の、複数の機器、複数のセンサー及び複数の端末装置等をより具体的に説明するための図である。

機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、例えば、電動機器、油圧機器などである。機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、それぞれ、駆動軸４０に軸支された回転構造体４２を内部に有する。稼働中に回転構造体４２が回転するため、機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは稼働中に振動し得る。具体的には、メインポンプである機器１０ａと電動機である１０ｂは、１つの駆動軸４０に対して同軸に接続される。同様に、メインポンプである機器１０ｃと電動機である１０ｄは、１つの駆動軸４０に対して同軸に接続される。

各機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄには、それぞれ、例えば、駆動軸４０を受けるフロント側及びリア側の軸受４１、４１の付近に、それぞれ第１の加速度センサー２１ａ（第１の振動センサー）及び温度センサー２１ｂが１つずつ直接装着（外付け）される。第１の加速度センサー２１ａは、例えば、圧電式１軸加速度センサーである。各機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄには、さらに、圧力センサー２１ｃ及び油状態センサー２１ｄが設けられるがここでは図示しない（図５を参照して後述）。各センサー２１ａ～２１ｄは機器１０に例えば磁石で装着される。各センサー２１ａ、２１ｂ等を軸受４１、４１付近に装着するのは、軸受４１、４１付近の振動や温度等を監視するためである。

機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、工場内にある耐久試験機のフレームＦ（単数）に固定され支持される。フレームＦの柱や枠等には、複数の端末装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４が例えば磁石で装着される。端末装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４には、それぞれ、機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに装着された第１の加速度センサー２１ａ及び温度センサー２１ｂ（並びに圧力センサー２１ｃ及び油状態センサー２１ｄ）からの検出信号が入力される。典型的には、端末装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４には、それぞれ、機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに装着された第１の加速度センサー２１ａ及び温度センサー２１ｂ（並びに圧力センサー２１ｃ及び油状態センサー２１ｄ）が有線接続される。端末装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は、それぞれ相対的に、機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの近くに設置される。

端末装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は、それぞれ、第２の加速度センサー１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ（第２の振動センサー）を内蔵する。上述のように機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、稼働中に振動し得る。このため、機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを支持するフレームＦには、機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの振動が伝達し得る。従って、端末装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４に内蔵された第２の加速度センサー１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、機器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの振動が伝達することにより振動するフレームＦの振動を検出する。

具体的には、端末装置Ｍ１に内蔵された第２の加速度センサー１９ａは、端末装置Ｍ１の相対的近くに設置された機器１０ａの振動が主に伝達することにより振動するフレームＦの振動を検出する。端末装置Ｍ２に内蔵された第２の加速度センサー１９ｂは、端末装置Ｍ２の相対的近くに設置された機器１０ｂの振動が主に伝達することにより振動するフレームＦの振動を検出する。端末装置Ｍ３に内蔵された第２の加速度センサー１９ｃは、端末装置Ｍ３の相対的近くに設置された機器１０ｃの振動が主に伝達することにより振動するフレームＦの振動を検出する。端末装置Ｍ４に内蔵された第２の加速度センサー１９ｄは、端末装置Ｍ４の相対的近くに設置された機器１０ｄの振動が主に伝達することにより振動するフレームＦの振動を検出する。

第２の加速度センサー１９は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の３軸加速度センサーである。図中のＸＹＺ軸は、３軸加速度センサーの感度軸方向を示す。ところで、第２の加速度センサー１９としてのＭＥＭＳ等の３軸加速度センサーは、第１の加速度センサー２１ａとしての圧電式１軸加速度センサーより、一般的に簡易的で安価である。しかしながら、第１の加速度センサー２１ａでより精密に振動を検出することができるため、第２の加速度センサー１９を簡易的で安価なものとしても、機器１０の状態を診断することができる。第２の加速度センサー１９を簡易的で安価なものとしてもよいので、既存の設備への導入が容易である。第２の加速度センサー１９としてのＭＥＭＳ等の３軸加速度センサーとして、例えば、静電容量式の加速度センサーを用いてもよい。

ところで、一般的に、振動周波数帯域と機器の損傷の種類との関係は、低周波から高周波の順に、以下の様に知られている。

（１）約０．１Ｈｚ～約１００Ｈｚ・・・機器構造体の異常。
（２）約１Ｈｚ～約１ｋＨｚ・・・回転構造体の異常。
（３）約１００Ｈｚ～約１０ｋＨｚ・・・機械的損傷（軸受、歯車などの損傷）。
（４）約１０ｋＨｚ～約１００ｋＨｚ・・・材料の微小亀裂。

機器１０に装着される第１の加速度センサー２１ａが検出可能な周波数の範囲は、例えば、１０Ｈｚ～１５ｋＨｚであり、低周波の振動から高周波の振動まで検出する。端末装置Ｍのマイクロプロセッサ（制御部）１２（後述）は、フィルタ処理や実効値演算等により、１ｋＨｚ～１０ｋＨｚの高い周波数領域の振動レベルを算出する。一方、フレームＦに装着される第２の加速度センサー１９が検出可能な周波数の範囲は、例えば、ＤＣ～５０Ｈｚ程度の低周波の振動を検出する。

即ち、機器１０に装着される第１の加速度センサー２１ａが検出可能な周波数の範囲は、フレームＦに装着される第２の加速度センサー１９が検出可能な周波数の範囲より広くて高い。より具体的には、機器１０に装着される第１の加速度センサー２１ａは、上記（３）機械的損傷及び（４）材料の微小亀裂時に発生する振動を検出する。一方、フレームＦに装着される第２の加速度センサー１９は、上記（１）機器構造体の異常及び（２）回転構造体の異常を検出する。例えば、機器１０に装着される第１の加速度センサー２１ａが検出する高周波数の振動は、各部品の損傷状態や劣化の傾向、故障の予測を判断するのに用いることができる。一方、フレームＦに装着される第２の加速度センサー１９が検出する低周波数の振動は、機器の異常、ガタ、軸ずれなどを判断するのに用いることができる。このように、第１の加速度センサー２１ａが検出可能な周波数の範囲と第２の加速度センサー１９が検出可能な周波数の範囲とを異ならせることで、様々なタイプの異常を検出することができる。

２．データ分析装置のハードウェア構成

図３はデータ分析装置２０２のハードウェア構成を示すブロック図である。

データ分析装置２０２は、具体的には、例えばパーソナルコンピュータやサーバ用計算機などであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、メモリ３２、ストレージデバイス３３、ネットワークインタフェース３４、ディスプレイ３５、ユーザ入力装置（マウス、キーボードなど）３６などで構成される。メモリ３２にはデータ分析のためのアプリケーションプログラムなどが格納される。ＣＰＵ３１はメモリ３２に格納されたアプリケーションプログラムに従って機器の診断のためのデータ分析を行う。なお、ストレージデバイス３３は、データ分析システム２００のデータ蓄積装置２０１として用いられてもよい。

データ分析装置２０２は、蓄積されたデータより、各種分析モデル、診断アルゴリズムなどを構築し、対象機器の状態監視を行う。

３．無線センサーネットワーク

無線センサーネットワーク１００には、例えばＩＳＡ１００．１１ａの規格による近距離無線通信などが採用される。複数の端末装置ＭとゲートウェイＧはメッシュ型のネットワークの形態で接続可能とされている。メッシュ型のネットワークは、無線通信において障害物による遮断や反射波による干渉にさらされることによる電波環境の変化に対し、すべての端末装置Ｍで生成された検出データがゲートウェイＧに収集されるための最適な無線通信経路が得られるように、互いにピアツーピアで無線接続されるノードのペアを変更することができる。

図４はメッシュ型の無線センサーネットワーク１００の構成例を示す図である。

このメッシュ型の無線センサーネットワーク１００には、１機のゲートウェイＧと４機の端末装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４がノードとして存在する。４機の端末装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４はゲートウェイＧとピアツーピア接続により無線通信することが可能とされている。

メッシュ型の無線センサーネットワーク１００にはマネージャ（図示せず）が接続されている。なお、ゲートウェイＧがこのマネージャの機能をもっていてもよい。マネージャは、ピアツーピア接続するノードのペアの管理と、各ノードのペアが通信に利用するタイムスロットの割り当てを行う。

例えば、図４において、ゲートウェイＧは端末装置Ｍ１とのペア、端末装置Ｍ２とのペア、端末装置Ｍ３とのペア、端末装置Ｍ４とのペアに各々固有に割り当てられたタイムスロットを用いて無線通信するように設定される。

このメッシュ型の無線センサーネットワーク１００では、上記のペアの他、例えば、端末装置Ｍ１と端末装置Ｍ３とのペア、端末装置Ｍ２と端末装置Ｍ３とのペアなどの設定も可能とされる。

なお、本発明は、必ずしもメッシュ型の無線センサーネットワークを用いたもの限定されるものではなく、スター型、バス型の無線センサーネットワークであってもよい。また、本発明は、必ずしも無線ネットワークを用いたものとは限らず、有線ネットワークを用いたものであってもよい。

４．端末装置の構成

図５は端末装置Ｍの例示的な一構成を示すブロック図である。

端末装置（無線センサーモジュール）Ｍは、センサー信号処理回路１１、判断・処理などを行うマイクロプロセッサ（制御部）１２、メモリ１３、第１の無線モジュール（第１の通信モジュール）１４、第１の無線アンテナ１５、電源部１６、第２の無線モジュール（第２の通信モジュール）１７、および第２の無線アンテナ１８を有する。端末装置Ｍは、エラーなどをオペレータＵに知らせるためのＬＥＤ表示器（図示せず）、第２の加速度センサー１９および機械スイッチ２４をさらに有する。
端末装置Ｍは、必要に応じて第２の無線モジュール１７によって、ゲートウェイＧを介さずに端末Ｍ同士で通信してもよい。

この機械スイッチ２４は、端末装置Ｍの監視対象である機器１０の保守管理を担うオペレータＵ等によってＯＮ／ＯＦＦされるものである。機械スイッチ２４がオペレータＵなどによって手動ＯＮ（外部操作）されると、機器状態監視システム１は、第１の無線モジュール１４と外部機器２３とを接続する外部機器接続モード（第１モード、後述）に強制的に移行される（切り替えられる）。

センサー信号処理回路１１は１以上のセンサー２１ａ、２１ｂ、２１ｃの出力信号をデジタルデータに増幅変換して、マイクロプロセッサ１２に送信する。機器の状態を検出するためのセンサーには、例えば、機器の振動を検出するための第１の加速度センサー２１ａ、温度を検出するための温度センサー２１ｂ、圧力を検出するための圧力センサー２１ｃなどが挙げられる。

なお、本実施形態において、機器１０の油状態を検出する油状態センサー２１ｄの出力は、端末装置Ｍの外部の信号変換モジュール２２によってデジタルデータに変換されてマイクロプロセッサ１２に送信される。但し、油状態センサー２１ｄの出力も、その他のセンサー２１ａ、２１ｂ、２１ｃと同様にセンサー信号処理回路１１に送信され、センサー信号処理回路１１にてデジタルデータに変換されてもよい。
なお図示しないが、スイッチ類、エンコーダなどのデジタル出力センサーからの出力信号が、マイクロプロセッサ１２に直接送信されてもよい。

第２の加速度センサー１９は、デジタル検出信号を直接的に、または、アナログ検出信号をデジタルデータに変換してマイクロプロセッサ１２に送信する。

少なくとも第１の加速度センサー２１ａは、通常モード又は低消費電力モードで動作可能である。通常モード時に、第１の加速度センサー２１ａは、検出信号を端末装置Ｍに出力する。低消費電力モード時に、第１の加速度センサー２１ａは、信号を検出しない、あるいは、検出信号を端末装置Ｍに出力しない。温度センサー２１ｂ、圧力センサー２１ｃ及び油状態センサー２１ｄも、通常モード又は低消費電力モードで動作可能でもよい。第２の加速度センサー１９も、通常モード又は低消費電力モードで動作可能でもよい。低消費電力モード時に、第２の加速度センサー１９は、信号を検出しない、あるいは、検出信号をマイクロプロセッサ１２に供給しない。

マイクロプロセッサ１２は、（検出部として）センサー信号処理回路１１から供給されたセンサー出力データから機器診断用の検出データを生成（出力）する。例えば、マイクロプロセッサ１２は、第１の加速度センサー２１ａの出力データから、加速度の実効値、加速度の時間波形、速度の実効値、速度の時間波形、エンベロープ加速度のp-p値、エンベロープ加速度の時間波形などを、第１の振動検出データとして算出する。その他、マイクロプロセッサ１２は、温度センサー２１ｂ、圧力センサー２１ｃおよび油状態センサー２１ｄなどの各種のセンサーの出力データから機器診断用の検出データ（例えば、温度値、油状態値、比誘電率、導電率、油温など）（温度検出データ、圧力検出データ、油状態検出データ）を生成する。一方、マイクロプロセッサ１２は、第２の加速度センサー１９から供給されたセンサー出力データ（３軸方向それぞれの加速度値）をそのまま、第２の振動検出データとして使用してもよい。あるいは、マイクロプロセッサ１２は、第２の加速度センサー１９から供給されたセンサー出力データ（３軸方向それぞれの加速度値）に平均化処理等を行い、平均化処理後のデータを第２の振動検出データとして使用してもよい。

メモリ１３は、端末装置Ｍのマイクロプロセッサ１２により生成された機器診断用の検出データ（第１の振動検出データ、第２の振動検出データ、温度検出データ、圧力検出データ、油状態検出データ）の一時保存、および検出データに基づく異常などの状態の判定のための作業領域などとして用いられる。

第１の無線モジュール１４は、オペレータＵが携帯する外部機器２３（タブレットコンピュータ、スマートフォン、ウェアラブル機器等の無線端末）との無線通信を行うモジュールである。ここで、外部機器２３は、第３の無線モジュールを有している。
第１の無線モジュール１４は、無線センサーネットワーク１００で採用される無線方式とは異なる第２の無線方式、例えばBluetooth（登録商標）、BLE（Bluetooth（登録商標） Low Energy）規格などによるものである。第１の無線モジュール１４は、第１の無線アンテナ１５を有する。

第２の無線モジュール１７は、ゲートウェイＧや他の端末装置Ｍとの無線通信のための処理を行うモジュールである。第２の無線モジュール１７は、無線センサーネットワーク１００で採用される無線方式、例えばSmartMesh IP（登録商標）などによるものである。第２の無線モジュール１７は、第２の無線アンテナ１８を有する。

電源部１６は、端末装置Ｍを動作させるために必要な電力を生成する。電源部１６は、バッテリ１６ａと、バッテリ１６ａに蓄積された電荷から端末装置Ｍの動作用の定電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｂと、バッテリ１６ａとＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｂとの間に設けられた電源スイッチ１６ｃとを有する。

図１に示されている外部機器２３は、オペレータＵが複数の機器１０の保守メンテナンスなどを行うために、任意の端末装置Ｍを各種設定するか、または、任意の端末装置Ｍから情報を読み出すために用いられる。

端末装置Ｍの各種設定として、具体的には、端末装置ＭのＩＤ、各端末装置Ｍにおけるセンサー類２１の情報（スペック）などの入力がされる。
情報を読み出す項目としては、最新の測定データ、端末設定情報、ファームウェアバージョンなどが挙げられる。

あるいは、オペレータＵからの外部機器２３の操作によって、各端末装置Ｍに接続されたセンサー類２１（加速度センサー２１ａ、温度センサー２１ｂなど）の感度調整、保存などがなされる。

さらに、外部機器２３を用いて測定データの物理量換算、温度データなどの補正処理が行われてもよく、（データ処理後の）読み出しデータの画面表示や端末装置Ｍから読み出したデータの保存がなされてもよい。外部機器２３は、端末装置Ｍからエラー兆候や異常時のアラート情報を受信してもよい。

図６は、端末装置Ｍ'の例示的な他の構成を示すブロック図である。図５と同様の構成部分に関しては説明を省略し、図５と異なる構成部分のみ以下に説明する。

図５では、メインのマイクロプロセッサ１２に第１および第２の無線モジュール１４，１７が接続される構成である。それに対して、図６では、メインで使用する第２'の無線モジュール２５内のマイクロプロセッサ（制御部、図示せず）に、第１の無線モジュール１４が接続される構成である。第２'の無線モジュール２５は、第２'の無線アンテナ２６を有する。

外部機器接続モードスイッチ２４およびセンサー類１９、２１ａ～２１ｅは、第２'の無線モジュール２５に接続される。ここで、第１の加速度センサー２１ａと第２'の無線モジュール２５との間に、ローパスフィルタ（1kHz程度）やRMS/DCコンバータが配置される（図示せず）。

電源部１６'は、電源スイッチ１６ｃと第２'の無線モジュール２５との間に第１のロードスイッチ２７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｂと第２'の無線モジュール２５との間に第２のロードスイッチ２８とをさらに有する。

第１のロードスイッチ２７は、制御部（マイクロプロセッサ）からの指令により後述する外部機器接続モード（第１モード）が設定されるか否かに応じて、第１の無線モジュール１４の電源をＯＮ／ＯＦＦまたはスリープ状態にするために設けられたものである。
第２のロードスイッチ２８は、制御部からの指令により外部機器接続モードが設定されるか否かに応じて、センサー類１９、２１ａ～２１ｅへの供給電圧をＯＮ／ＯＦＦするために設けられたものである。
第１および第２のロードスイッチ２７、２８は、ロードスイッチに限定されず、このようなスイッチングを実現できるスイッチＩＣ要素（例えばパワースイッチ）であれば他のものを代わりに用いてよい。

５．機器状態監視システムの動作

機器状態監視システム１では、複数の端末装置Ｍにて、各々の監視対象の機器１０の状態を示す検出データ（第１の振動検出データ、第２の振動検出データ、温度検出データ、圧力検出データ、油状態検出データ）を生成する処理が並行して行われる。

複数の端末装置Ｍにて各々生成された検出データ（第１の振動検出データ、第２の振動検出データ、温度検出データ、圧力検出データ、油状態検出データ）はゲートウェイＧに無線送信され、ゲートウェイＧからネットワーク３００を通じてデータ蓄積装置２０１に送信され、データ蓄積装置２０１に蓄積される。

データ分析装置２０２は、データ蓄積装置２０１に蓄積された検出データ（第１の振動検出データ、第２の振動検出データ、温度検出データ、圧力検出データ、油状態検出データ）を所定のプログラムに従って分析して機器１０の状態を診断する。即ち、データ分析装置２０２のＣＰＵ３１はメモリ３２に格納されたアプリケーションプログラムに従って機器の診断のためのデータ分析を行う。

６．端末装置の動作

図７は、端末装置Ｍ'により実行される処理のフローチャートである。このフローチャートは、端末装置Ｍによって同様に実行されてもよい。

端末装置Ｍ'の第１の無線モジュール１４のデフォルト状態は、スリープ状態または供給電源ＯＦＦ状態にあるものとし、第２'の無線モジュール２５のデフォルト状態は、スリープ状態にあるものとする。

第２'の無線モジュール２５のマイクロプロセッサは、無線センサーネットワーク１００内のすべてのノード間で正確に同期がとられた内部の時計の時刻を確認する（ステップＳ１０１）。その後、マイクロプロセッサは、時計の時刻がゲートウェイＧとの通信のためのタイムスロットに入ったかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。

第２'の無線モジュール２５のマイクロプロセッサは、時計の時刻がゲートウェイＧとの通信のためのタイムスロットに入ったことを判定すると（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、第２'の無線モジュール２５のスリープ状態を解除して送信状態に設定し、各センサー２１の出力信号から診断用の検出データを生成する（ステップＳ１０３）。
例えば、マイクロプロセッサは、第１の加速度センサー２１ａの出力データから、診断用の検出データとして、加速度の実効値、加速度の変位（時間波形）、速度の実効値、速度の変位（時間波形）、エンベロープ加速度のp-p値（ピークtoピーク値）、エンベロープ加速度の変位（時間波形）などを算出する。

続いて、第２'の無線モジュール２５のマイクロプロセッサは、生成した検出データをメモリ１３に保持する（ステップＳ１０４）。マイクロプロセッサ１２は、メモリ１３から検出データを読み出し、送信状態に設定された第２'の無線モジュール２５を用いてゲートウェイＧに無線送信するように制御を行う（ステップＳ１０５）。

一方、ゲートウェイＧは、受信待ち状態で動いており、端末装置Ｍから第２'の無線モジュール２５を用いて無線送信された検出データを受信する。

第２'の無線モジュール２５のマイクロプロセッサは、データ送信から所定時間内にゲートウェイＧからのＡＣＫを受け取ることによってゲートウェイＧに検出データが無事に送信されたことを判定し、メモリ１３から送信済みの検出データを消去し、データ送信に用いた第２'の無線モジュール２５をスリープ状態にする。

７．データ分析装置の動作

図８はデータ分析装置２０２により実行される処理のフローチャートである。

データ分析装置２０２は、ＣＰＵ３１が記憶する情報処理プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより主に以下のステップで処理を実行する。
これにより、データ分析装置２０２は、データ蓄積装置２０１に蓄積された検出データ（第１の振動検出データ、第２の振動検出データ、温度検出データ、圧力検出データ、油状態検出データ）を所定のプログラムに従って分析して機器の状態を診断する。

ステップＳ２０１：検出データを分析、機器の稼働状態を診断
ステップＳ２０２：機器に要求を出力
ステップＳ２０１およびＳ２０２は、機器１０が稼働している間やメンテナンス保守作業の間はループされる。

この１つのループともう１つのループが並列処理される。そのもう１つのループは、以下のステップＳ２０３～Ｓ２０５である。
ステップＳ２０３：外部機器接続モードに設定されているかを判定
ステップＳ２０４：第１の無線モジュール１４を電源ＯＮする（またはＯＮ状態を維持する）
ステップＳ２０５：第１の無線モジュール１４をスリープ状態にする（またはスリープ状態を維持する）

以下、各ステップについてより具体的に説明する。

（１）ステップＳ２０１：検出データを分析、機器の稼働状態を診断

データ分析装置２０２は、機器１０に直接装着された第１の加速度センサー２１ａの出力から生成された第１の振動検出データに基づき、機器１０の状態を簡易的に診断することができる。例えば、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと基準値とを比較したり、第１の振動検出データの変動が閾値以上か否かを判断することで、機器１０の状態を簡易的に診断することができる。上述のように、第１の加速度センサー２１ａは、機器１０の、例えば、駆動軸４０を受けるフロント側及びリア側の軸受４１、４１の付近に、それぞれ装着される（図２参照）。また、第１の加速度センサー２１ａは、機械的損傷及び材料の微小亀裂時に発生する、高周波数の振動を検出する。従って、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データに基づき、各部品（特に軸受及び軸受付近）の損傷状態や劣化の傾向、故障の予測を診断する。

データ分析装置２０２は、フレームＦに装着された端末装置Ｍに内蔵された第２の加速度センサー１９の出力から生成された第２の振動検出データに基づき、機器１０の状態を簡易的に診断することができる。例えば、データ分析装置２０２は、第２の振動検出データと基準値とを比較したり、第２の振動検出データの変動が閾値以上か否かを判断することで、機器１０の状態を簡易的に診断したり、機器１０のフレームＦに対する設置状況やフレームＦを含めた周辺環境の状態を分析することが可能となる。上述のように、端末装置Ｍは、機器１０の相対的近くに設置される。また、第２の加速度センサー１９は、機器構造体の異常及び回転構造体の異常時に発生する低周波数の振動を検出する。従って、データ分析装置２０２は、第２の振動検出データに基づき、機器１０のフレームＦに対するガタ、ゆるみ、装着異常等を診断する。

図２に示したように、１つのフレームＦに４機の機器１０が固定され、４機の端末装置Ｍが装着される。この場合、振動（異常振動）の発生源となる機器１０から端末装置Ｍまでの振動の伝わり方や、フレームＦの剛性等により、４機の端末装置Ｍに内蔵される第２の加速度センサー１９（３軸加速度センサー）は、それぞれ異なる第２の振動検出データ（ＸＹＺ軸方向の振動検出データ）を出力する。端末装置Ｍに内蔵される第２の加速度センサー１９は、端末装置Ｍ内の部材の共振やプリント基板の共振等により、４つの第２の加速度センサー１９間での振動検出データのばらつきが大きく、比較判断に適さない感度軸がある可能性がある。
そこで、データ分析装置２０２は、４つの第２の加速度センサー１９から出力された第２の振動検出データに含まれるＸＹＺ軸方向の振動検出データから、相対的に顕著な１軸方向の振動検出データを選択する。データ分析装置２０２は、４つの第２の加速度センサー１９からそれぞれ出力された１軸方向の振動検出データを同時刻同士で比較したり、経時的変化を比較する。また、データ分析装置２０２は、１軸方向の振動検出データを基準値と比較したりする。これにより、データ分析装置２０２は、異常の可能性のある機器１０を特定するとともに、フレームＦを含む設置環境全体の異常の有無を診断する。また、１軸方向の振動検出データが閾値以上の場合、直ちに異常稼働状態と判断する。また、機器１０の振動が大きいと、複数例えば全ての端末装置Ｍに振動が伝わり、複数例えば全ての第２の加速度センサー１９からの第２の振動検出データが基準値を超える場合もある。例えば、データ分析装置２０２は、４つ全ての第２の加速度センサー１９からの第２の振動検出データが閾値以上の場合、振動レベルが極めて大きく重大な異常があると判断してもよい。

上記では、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと第２の振動検出データとをそれぞれ個別に分析する方法を説明したが、併せて分析してもよい。例えば、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと第２の振動検出データとの両方が基準値に対して正常範囲内であれば、機器１０自体も正常であり、機器１０のフレームＦに対する取り付け状態も正常であると診断できるので、機器１０は正常稼働状態と診断できる。また、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと第２の振動検出データとの両方が基準値未満（振動が極めて少ない）であれば、機器１０は非稼働状態と診断できる。また、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと第２の振動検出データとの両方が閾値以上であれば、機器１０が異常であることを裏付けることができ、機器１０は異常稼働状態と診断できる。また、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データは基準値程度であるが、第２の振動検出データが基準値未満（振動が極めて少ない）であれば、端末装置ＭがフレームＦに正常に設置されていない（脱落した等）と診断できる。このように、データ分析装置２０２は、機器１０自体の振動を示す第１の振動検出データと、機器１０の振動の伝達によるフレームＦの振動を示す第２の振動検出データとを、併せて分析することができる。これにより、何れか一方の振動検出データに基づき分析する場合に比べて、より正確に機器１０の状態を診断することができる。

データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと第２の振動検出データとを併せて分析するだけでなく、温度検出データ、圧力検出データ又は油状態検出データを補助的に用いて分析してもよい。具体例を以下に挙げる。

一例として、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと第２の振動検出データとを併せて分析した結果、振動が大きく、機器１０は異常稼働状態の可能性があると判断する。この場合、データ分析装置２０２は、温度検出データを参照し、温度が閾値未満と判断すると、機器１０が稼働を開始したばかりであるから振動が安定しない可能性があると判断できる。従って、データ分析装置２０２は、機器１０は異常稼働状態と診断するのを保留してもよい。

別の一例として、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと第２の振動検出データとを併せて分析した結果、振動が大きく、機器１０は異常稼働状態の可能性があると判断する。この場合、データ分析装置２０２は、油状態検出データを参照し、油の汚れ（金属の摩耗に拠る金属粉の混入）が閾値以上と判断すると、機器１０が異常稼働状態と診断すればよい。言い換えれば、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと第２の振動検出データとに基づき診断した機器１０の異常稼働状態の可能性を、油状態検出データによって裏付けることができる。

データ分析装置２０２は、各検出データを、例えば時間軸に対するグラフとしてディスプレイ３５に表示し、データ分析装置２０２のユーザが各検出データを視覚的に確認できるようにしてもよい。

（２）ステップＳ２０２：機器に要求を出力

上述のように、データ分析装置２０２は、第１の振動検出データと第２の振動検出データとを分析し、さらに、温度検出データ、圧力検出データ又は油状態検出データを補助的に分析に用いることにより、機器１０が正常稼働状態か、異常稼働状態か、非稼働状態かを診断する。

データ分析装置２０２は、機器１０が異常稼働状態と診断すると、ネットワーク３００を介して、端末装置Ｍに警報(例えば、警報音、発光)を出力するよう要求する。具体的には、データ分析装置２０２は、異常稼働状態と診断した機器１０に対して設置された端末装置Ｍに、警報を出力するよう要求する。

一方、データ分析装置２０２は、機器１０が非稼働状態と診断すると、ネットワーク３００を介して、その機器１０に装着された第１の加速度センサー２１ａ、温度センサー２１ｂ、圧力センサー２１ｃ及び油状態センサー２１ｄに低消費電力モードで動作するよう要求する。

一方、データ分析装置２０２は、機器１０が正常稼働状態と診断すると、要求を特に出力しない。

（３）ステップＳ２０３：外部機器接続モードに設定するかどうかを判定

データ分析装置２０２は、ステップＳ２０３において外部機器接続モードに設定するかどうかを判定する。データ分析装置２０２は、例えばそのための外部機器接続モードフラグを立てて、その（フラグ）モードの切り替えに関する情報を、各端末装置Ｍの制御部に送信してもよい。

ステップＳ２０３において、以下で詳述する「外部機器接続モード条件」を満たしているときにステップＳ２０４に進む。「外部機器接続モード条件」を満たしていない場合は、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０４において、データ分析装置２０２は、端末装置Ｍの制御部にモードの切り替えに関する情報を送信して、制御部は、受信したその情報に基づいて、第１のロードスイッチ２７により第１の無線モジュール１４の電源をＯＮ状態にする。これにより、第１の無線モジュール１４と外部機器２３との間の通信（メンテナンス保守作業、オペレータＵの状態監視など）を可能にする（許可する）（第１モード）。

ステップＳ２０５において、データ分析装置２０２は、端末装置Ｍの制御部にモードの切り替えに関する情報を送信して、制御部は、受信したその情報に基づいて、第１の無線モジュール１４への供給電源を第１のロードスイッチ２７によりスリープ状態にする。これにより、端末Ｍ'のバッテリの消費電流を抑制することができる。第１の無線モジュール１４を長時間ＯＮする必要がない場合は、第１の無線モジュール１４への供給電源（電力供給）をＯＦＦ状態にして、第１の無線モジュール１４と外部機器２３との間の通信を許可しないようにしてもよい（第２モード）。この場合は、さらに消費電流を抑制することが可能になる。

このように第１の無線モジュール１４をデフォルトでスリープ状態またはＯＦＦ状態にしておき、必要なときのみＯＮ状態にすることにより、バッテリ１６ａの省電力化を実現することができる。さらに、外部からの不正アクセスのリスク、および、他の無線機器との混信も低減される。

これらの一連のステップ（Ｓ２０１～Ｓ２０５）は、機器１０の稼働やメンテナンス保守作業が完了した際に終了される（ＥＮＤ）。

８．外部機器接続モード条件

以下の８－１～８－５は、外部機器接続モード条件（モード条件）である。これらのいずれかを満たしたときに、データ分析装置２０２は、（例えば、外部機器接続モードフラグを立てることによって）外部機器接続モードに設定する。

８－１．接続時間帯を固定

図９は、接続時間帯を固定するモード条件を例示したイメージ図である。
図９に示されているように、全ての端末装置（子機）Ｍ（端末例１～１０）に対して、朝（8:00～8:30）、昼（12:45～13:15）、夕（17:00～17:30）の点検時間帯を、外部機器接続モード条件とする。この場合、外部機器接続モード条件は、１日の複数の時間帯で固定されたものになる。または、１か月の中で点検日の数日のみ、これらの時間帯の少なくとも１つを外部機器接続モード条件としてもよい。
これらの時間帯においては、第１の無線モジュール１４をＯＮ状態にし、これら以外の時間帯においては、第１の無線モジュール１４をスリープ状態またはＯＦＦ状態にする。

つまり、データ分析装置２０２は、接続時間帯を固定する外部機器接続モード条件として、所定の期間のうちの少なくとも１つの所定の時間帯において、第１モード（電源ＯＮ）に設定するようにすべての端末装置（センサーモジュール）Ｍに情報を送信する。

８－２．上位ＰＣ側の判断で接続時間帯をさらに設定

図１０は、上位ＰＣ側（分析装置２０２）の判断で接続時間帯をさらに設定するモード条件を例示したイメージ図である。
図１０に示されているように、上記８－１であらかじめ設定した時間帯に関わらず、分析装置２０２の分析結果により、機器１０の異常を検出した場合、または点検が必要と判断した場合などの緊急時の任意の期間（例えば３０分程度）を、外部機器接続モード条件とする。

このとき、データ分析装置２０２は、ゲートウェイ（親機）Ｇおよび端末装置Ｍを介して通信可能な外部機器２３にアラート出力させてもよい。アラート出力するために、異常部位に対応する端末Ｍのみを外部機器２３と接続してもよい。あるいは、外部機器２３に確実にアラート出力できるように、全端末または対応しない端末の少なくとも１つを、外部機器２３と接続してもよい。

つまり、データ分析装置２０２は、端末装置Ｍからの検出データに基づいて機器１０の異常の有無を判定し、異常有りと判定したときに第１モードにさらに設定するように端末装置（センサーモジュール）Ｍに情報を送信し、外部機器２３にアラート出力させる命令を送信する。

８－３．外部機器に隣接した端末装置の接続時間帯をさらに設定

図１１は、外部機器と通信可能に隣接した端末装置の接続時間帯を設定するモード条件を例示したイメージ図である。
この図において、移動するオペレータＵは、外部機器２３として心拍数や脈拍を測定するウェアラブル機器や、分析装置２０２からの指示がレンズ面に表示されるメガネなどを装着している。
このオペレータＵの状態監視を行う場合や、分析装置２０２からオペレータＵに指示を送信する場合などに、上記８－１であらかじめ設定した時間帯のみに端末装置Ｍと外部機器２３との接続時間を限定すると、緊急時に対応できなくなる。

そこで、オペレータＵの作業エリアが限られている場合は、分析装置２０２が、Bluetooth（登録商標）の電波が確実に到達する端末装置Ｍを選定し、その選定した端末装置Ｍに対して順番に時間帯（例えば１時間程度）をずらして接続可能に設定する。図１１の場合では端末装置１～４の任意の期間（例えば１時間程度）を、外部機器接続モード条件とする。

８－４．作業エリアごとに接続時間帯をさらに設定

図１２は、作業エリアごとに端末装置の接続時間帯を設定するモード条件を例示したイメージ図である。
この図においても、オペレータＵは、外部機器２３として心拍数や脈拍を測定するウェアラブル機器や、分析装置２０２からの指示がレンズ面に表示されるメガネなどを装着している。
このオペレータＵの状態監視を行う場合や、分析装置２０２からオペレータＵに指示を送信する場合などに、上記８－１であらかじめ設定した時間帯のみに端末装置Ｍと外部機器２３との接続時間を限定すると、緊急時に対応できなくなる。

そこで、作業エリア全体を複数のエリアに区画し、オペレータＵが複数の作業エリア間を移動しても、接続可能な一端末装置Ｍが必ず存在するように、接続時間帯のパターンを設定する。図１２の場合では分析装置２０２によって、作業エリア全体は、Ａ～Ｄの４つのエリアに区画され、そのエリア内に存在する端末装置Ｍが選定される。その選定された端末装置Ｍに対して分析装置２０２は、エリアごとに順番に時間帯をずらして接続可能に設定する。

この場合、例示的な端末装置１～４と、５～８と、９～１２と、１３～１６との４つグループの端末装置Ｍに対して、グループごとには同時に、かつ、グループ内では順番に１時間程度接続時間帯をずらした任意の期間（１時間程度）を外部機器接続モード条件とする。
区画されるエリア個数は２～１０程度であるが、作業エリア全体の規模やオペレータＵの作業内容に応じて変更されるであろう。

つまり、データ分析装置２０２は、図１１のモード条件において、外部機器２３と通信接続可能に隣接する端末装置（センサーモジュール）Ｍを選定する。図１２のモード条件においては、データ分析装置２０２は、作業エリア全体を複数のエリアに区画し、その区画された各エリア内に存在する端末装置（センサーモジュール）Ｍを選定する。
その後２つのモード条件に共通して、データ分析装置２０２は、所定の時間差で少なくとも１つの所定の時間帯において第１モード（電源ＯＮ）にさらに設定するように、その選定した少なくとも１つの端末装置（センサーモジュール）Ｍに情報を送信する。

８－５．接続エリアを探索しながら接続

図１３は、接続エリアを探索しながら端末装置Ｍの接続時間帯を設定するモード条件を例示したイメージ図である。
この図においても、オペレータＵは、外部機器２３として心拍数や脈拍を測定するウェアラブル機器や、分析装置２０２からの指示がレンズ面に表示されるメガネなどを装着している。
このオペレータＵの状態監視を行う場合や、分析装置２０２からオペレータＵに指示を送信する場合などに、上記８－１であらかじめ設定した時間帯のみに端末装置Ｍと外部機器２３との接続時間を限定すると、緊急時に対応できなくなる。

そこで、分析装置２０２は、作業エリア全体の最も外側にある端末装置Ｍから外部機器接続モード条件としていき、エリアを絞り込みながら接続可能な外部機器２３を探索する。
外部機器２３と接続可能な端末装置Ｍが見つかり次第、この探索は完了となる。

オペレータＵが別のエリアに移動し、接続した端末装置との通信が途切れた場合は、再度、作業エリア全体の最も外側の端末装置Ｍから外部機器接続モード条件としていき、エリアを絞り込みながら接続可能な外部機器２３を探索する工程を再度行う。
オペレータＵの存在頻度が高いエリアが事前に分かっている場合は、そのエリアから探索を行ってもよい。また、不正アクセスのリスクを軽減するために、ランダムに探索を行ってもよい。

図１３の場合、分析装置２０２が、作業エリア全体を、接続エリアＡ⊃Ｂ⊃Ｃとなるように３つのエリアに狭めながら、Ａ，Ｂ，Ｃの各エリアに存在する端末装置１、２、６、７、１０、１２、１６と、３，５，９，１１，１４，１５と、４，８，１３とに対して、グループ単位では順番（Ａ→Ｂ→Ｃ）に、かつ、グループ内では同時に、接続時間帯（例えば１時間程度）をずらした任意の期間（例えば１時間程度）を外部機器接続モード条件とする。

この図の場合では、最初は端末１と接続できたが、その後、オペレータＵが移動したため端末１との通信が途切れた。そこで、再度グループＡ、Ｂ内の端末装置１、２、６、７、１０、１２、１６と、３，５，９，１１，１４，１５との通信を試みたが、接続できず、グループＣ内の端末装置４と接続することができた例を示している。

つまり、データ分析装置２０２は、作業エリア全体の外側から内側にエリアを絞り込むように区画する。その後データ分析装置２０２は、その区画されたエリアごとに、複数の端末装置（センサーモジュール）Ｍに対して一斉に、少なくとも１つの所定の時間帯において第１モードを設定するように情報を送信する。この送信は、すべての端末装置（センサーモジュール）Ｍのうちの１つが外部機器２３と通信接続されるまで継続される。

外部機器２３と端末装置Ｍとの通信可能距離は、Bluetooth（登録商標）の通信規格を考慮した５．０～１０ｍ程度、端末装置Ｍ間の距離は概ね１０～２０ｍとして、上記の外部機器接続モード条件は設定されている。当然のことながら、これらの範囲（通信規格）や作業内容、作業時間などに応じて、外部機器接続モード条件とするタイミング、期間、作業エリアの範囲および個数などは、適宜変更されるであろう。

上述した８－１～８－５の外部機器接続モード条件は、これに限定されないが例えば、８－１または８－５のみが用いられる。８－１の外部機器接続モード条件が用いられた場合、８－２～８－４のうちの少なくとも１つが付加されてもよい。
あるいは、上述した８－１～８－５の外部機器接続モード条件のすべてが、用いられてもよい。

上述したように外部機器接続モード（条件）を設定することによって、全端末装置Ｍを外部機器２３と常時接続可能な状態にさせておく必要がなくなるため、端末装置Ｍの消費電流を低減することができる。つまり、端末装置Ｍのバッテリ１６ａの寿命を向上させることができる。
端末装置Ｍと外部機器２３との間の接続時間が限定されることで、外部からの不正アクセスのリスクを軽減することもできる。接続時間を限定することで、不正アクセス対応を強化することができる（接続時間帯を絞って、外部からアクセスできないようにすることができる）。
また接続時間を限定することで、不要な電波照射を減らし、同一周波数帯を使用する他機器との混信を低減することができる。

さらに、外部機器２３としてウェアラブル機器を用いた場合、ウェアラブル機器を装着するオペレータＵの概略位置や移動履歴を把握することや、それらに応じて分析装置２０２からオペレータＵへ指示を送信することもできる。したがって、オペレータＵの作業メンテナンス時の安全性や作業性を向上させることもできる。

９．変形例

１つの機器１０に装着する第１の加速度センサー２１ａの数は、１又は３以上でもよい。

機器１０と第２の加速度センサー１９の数は、異なってもよい。機器１０の数より第２の加速度センサー１９の数が多くてもよいし、少なくてもよい。第２の加速度センサー１９は、機器１０の数に拘わらず、少なくとも１つあればよい。あるいは、第２の加速度センサー１９は、必要に応じて省略されてもよい。

機器状態監視システム１は、ゲートウェイＧとネットワーク３００と端末装置Ｍと外部機器２３との接続履歴を学習し、それを反映した外部機器接続モード条件で端末装置Ｍを稼働させてもよい。また、機器状態監視システム１は、Bluetooth（登録商標） Mesh規格を用いて端末装置Ｍを稼働させてもよい。
あるいは、カメラや人感センサーなどを加えて、外部機器接続モード条件が決定されてもよい。

本発明は、工場内の機器の状態を監視するシステムのみならず、例えば、ビル、鉄道、船舶、建設用車両など、様々な種類の設備、施設内の監視対象を監視する場合に適用できる。その他、橋梁、道路、トンネルなどの構築物において、監視対象となる部位の振動や変形などの状態を監視するシステムにも本発明は応用することができる。

本技術の各実施形態及び各変形例について上に説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１・・・・監視システム
１０・・・機器
１２・・・制御部（マイクロプロセッサ、検出部）
１４・・・第１の通信モジュール
１６ａ・・バッテリ
１７・・・第２の通信モジュール
１９・・・第２の加速度センサー
２１ａ・・第１の加速度センサー
２１ｂ・・温度センサー
２１ｃ・・圧力センサー
２１ｄ・・油状態センサー
２３・・・外部機器（第３の通信モジュール）
２４・・・外部機器接続モードスイッチ（機械スイッチ）
２００・・データ分析システム
２０１・・データ蓄積装置
２０２・・データ分析装置
３００・・ネットワーク
Ｆ・・・・フレーム
Ｇ・・・・ゲートウェイ
Ｍ・・・・端末装置（センサーモジュール）

Claims (9)

1. データ分析装置と、
   バッテリ、複数の機器の状態を検出して検出データを出力する検出部、制御部、ならびに、第１および第２の通信モジュールを有する複数のセンサーモジュールと、
   前記データ分析装置および前記複数のセンサーモジュールと通信するゲートウェイと、
   第３の通信モジュールを有する外部機器と
   を具備し、
   前記第１の通信モジュールは、前記第３の通信モジュールと通信可能であり、
   前記第２の通信モジュールは、前記ゲートウェイ、前記データ分析装置、および、他のセンサーモジュールと通信可能であり、
   前記データ分析装置は、前記制御部にモードの切り替えに関する情報を送信し、
   前記制御部は、受信する前記情報に基づいて、前記第１と第３の通信モジュール間の通信を許可する第１モードと、前記第１と第３の通信モジュール間の通信を許可しない第２モードとを切り替える
   状態監視システム。
2. 請求項１に記載の状態監視システムであって、
   前記複数のセンサーモジュールは、前記ゲートウェイと前記第３の通信モジュールとで異なる通信方式で通信する
   状態監視システム。
3. 請求項１または２に記載の状態監視システムであって、
   前記データ分析装置は、所定の期間のうちの少なくとも１つの所定の時間帯において、前記第１モードに設定するようにすべての前記センサーモジュールに情報を送信する
   状態監視システム。
4. 請求項３に記載の状態監視システムであって、
   前記データ分析装置は、前記検出データに基づいて前記機器の異常の有無を判定し、異常有りと判定したときに前記第１モードにさらに設定するように前記センサーモジュールに情報を送信し、かつ、前記外部機器にアラート出力させる命令を送信する
   状態監視システム。
5. 請求項３または４に記載の状態監視システムであって、
   前記データ分析装置は、所定の時間差で少なくとも１つの所定の時間帯において前記第１モードにさらに設定するように、少なくとも１つの前記センサーモジュールに情報を送信する
   状態監視システム。
6. 請求項５に記載の状態監視システムであって、
   前記データ分析装置は、前記外部機器と通信接続可能に隣接する前記センサーモジュールを選定する
   状態監視システム。
7. 請求項５に記載の状態監視システムであって、
   前記データ分析装置は、作業エリア全体を複数のエリアに区画し、その区画された各エリア内に存在する前記センサーモジュールを選定する
   状態監視システム。
8. 請求項１～３のいずれか１項に記載の状態監視システムであって、
   前記データ分析装置は、作業エリア全体の外側から内側にエリアを絞り込むように区画し、すべての前記センサーモジュールのうちの１つが外部機器と通信接続されるまで、その区画されたエリアごとに、前記複数のセンサーモジュールに対して一斉に、少なくとも１つの所定の時間帯において前記第１モードを設定するように情報を送信する
   状態監視システム。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の状態監視システムであって、
   前記複数のセンサーモジュールは、外部操作に応じて前記第１モードに切り替え可能な機械スイッチを有する
   状態監視システム。

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