JP7050169B2 - 情報収集システム及び情報収集端末 - Google Patents

Description

本発明は、情報収集システム及び情報収集端末に関する。

従来、複数のセンサ端末と、複数のセンサ端末が取得した測定データを無線で収集する情報収集端末と、を備えた情報収集システムが知られている。この情報収集システムでは、各センサ端末が測定データを所定の順番で送信し、順番に送信された測定データを情報収集端末が受信する。情報収集システムに含まれるセンサ端末がＮ個、１つのセンサ端末からの測定データの受信処理にかかる時間がｔ秒である場合、情報収集端末が全てのセンサ端末からの測定データを収集するのにかかる時間はＮ×ｔ秒となる。受信処理以外の処理にかかる時間を考慮すると、各センサ端末からの測定データの収集周期はＮ×ｔ秒以上となる。すなわち、測定データの収集周期はセンサ端末の数に応じて長くなる。

ところで、複数のセンサ端末の中には、短い収集周期で測定データを収集すべきものと、測定データの収集周期が長くても構わない、又は特定のタイミングだけ測定データが収集できればよいものと、が混在している場合がある。例えば、情報収集システムが橋梁に適用された場合、橋梁の形状の経時変化を知るために、歪センサの測定データは短い収集周期で収集するのが好ましい。これに対して、地震センサの測定データは、地震の発生時にのみ収集できれば十分である。

特開２００２－１５７２７９号公報

しかしながら、従来の情報収集システムでは、上述のように、収集周期がセンサ端末の数に応じて決まったため、一部のセンサ端末の収集周期を短くする、ということはできなかった。この結果、センサ端末が増えるほど、短い収集周期で測定データを収集すべきセンサ端末の測定データの収集周期も長くなる、という問題があった。収集周期が短いセンサ端末の測定データを優先して収集する方法も提案されているが、当該方法では、収集周期自体を短くすることはできなかった。また、短い収集周期で収集すべき測定データの収集が完了したらシステムをリセットし、再度、この測定データの収集を行うことを繰り返せば、短い収集周期で収集すべき測定データの収集周期を短くすることは可能であるが、操作が煩雑となり、また該動作を行っている間は収集周期の長い測定データの取得を全くでき無いという問題もある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、一部のセンサ端末の測定データの収集周期を短くすることができる情報収集システム及び情報収集端末を提供することを目的とする。

一実施形態に係る情報収集システムは、複数の第１センサ端末及び複数の第２センサ端末を含むセンサ端末群と、前記センサ端末群と無線通信が可能な情報収集端末と、を備えた情報収集システムであって、前記情報収集端末は、前記センサ端末群にデータ要求を送信する送信部と、前記データ要求の送信後、第１期間に前記複数の第１センサ端末からの測定データの受信処理を実行し、第２期間に前記複数の第２センサ端末からの受信要求の受信処理を実行し、前記第２期間に前記受信要求を受信した場合、第３期間に前記複数の第２センサ端末からの測定データの受信処理を実行する受信部と、を備え、前記第１センサ端末は、前記測定データを取得するセンサと、前記データ要求を受信すると、前記第１期間に前記測定データを送信する送信部と、を備え、前記第２センサ端末は、前記測定データを取得するセンサと、前記測定データを送信するか判定する制御部と、前記データ要求を受信し、かつ、前記制御部が前記測定データを送信すると判定した場合、前記第２期間に前記受信要求を送信し、前記第３期間に前記測定データを送信する送信部と、を備える。

本発明の各実施形態によれば、一部のセンサ端末の測定データの収集周期を短くすることができる情報収集システム及び情報収集端末を提供することができる。

情報収集システムの一例を示す図。 第１センサ端末及び第２センサ端末のハードウェア構成の一例を示す図。 情報収集端末のハードウェア構成の一例を示す図。 センサ端末ＩＤ及び順番の一例を示す図。 情報収集システムの動作の一例を示すタイミングチャート。 第１センサ端末の動作の一例を示すフローチャート。 第２センサ端末の動作の一例を示すフローチャート。 情報収集端末の動作の一例を示すフローチャート。 情報収集システムの具体例を示す図。 情報収集システムの具体例を示す図。

以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。

一実施形態に係る情報収集システム１００について、図１～図１０を参照して説明する。本実施形態に係る情報収集システム１００は、複数個所に設置された複数種類のセンサから定期的に測定データを収集するためのシステムであって、複数のセンサ端末を含むセンサ端末群と、前記センサ端末群から測定データを無線で収集する情報収集端末と、を備える。情報収集システム１００は、橋梁、工場、及び車両などで利用される。

まず、情報収集システム１００の概略構成について説明する。図１は、情報収集システム１００の概略構成の一例を示す図である。図１の情報収集システムは、第１センサ端末１ａ～１ｃと、第２センサ端末２ａ～２ｃと、情報収集端末３と、を備える。第１センサ端末１ａ～１ｃ及び第２センサ端末２ａ～２ｃが、センサ端末群に相当する。以下、第１センサ端末１ａ～１ｃを区別しない場合、第１センサ端末１と称する。同様に、第２センサ端末２ａ～２ｃを区別しない場合、第２センサ端末２と称する。

第１センサ端末１は、情報収集端末３と無線通信可能なセンサ端末であり、情報収集端末３と無線通信可能な位置に設置される。第１センサ端末１は、測定データＤを取得し、後述する第１期間Ｔ１に当該測定データＤを情報収集端末３に無線で送信する。図１の例では、第１センサ端末１は、情報収集システム１００に３つ含まれるが、２つ以上の任意の数だけ含まれ得る。

第２センサ端末２は、情報収集端末３と無線通信可能なセンサ端末であり、情報収集端末３と無線通信可能な位置に設置される。第２センサ端末２は、測定データＤを取得し、後述する第３期間Ｔ３に当該測定データＤを情報収集端末３に無線で送信する。図１の例では、第２センサ端末２は、情報収集システム１００に３つ含まれるが、２つ以上の任意の数だけ含まれ得る。

第１センサ端末１及び第２センサ端末２は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）タグであるのが好ましい。ＲＦＩＤタグは、バッテリを持たないパッシブタグ、バッテリを有するアクティブタグ、及びバッテリを有し、特定の信号を検知したときにアクティブタグとして機能するセミアクティブタグを含む。特に、第１センサ端末１及び第２センサ端末２は、情報収集端末３から無線で受電した電力により駆動するパッシブタグであるのが好ましい。これにより、電池が不要となるため、第１センサ端末１及び第２センサ端末２を利用可能な期間を長期化できる。

情報収集端末３は、第１センサ端末１及び第２センサ端末２を含むセンサ端末群と無線通信可能な情報収集端末である。情報収集端末３は、第１センサ端末１及び第２センサ端末２から測定データＤを無線で収集する。具体的には、情報収集端末３は、第１期間Ｔ１に第１センサ端末１から測定データＤを受信するための受信処理を実行し、第３期間Ｔ３に第２センサ端末２から測定データＤを受信するための受信処理を実行する。測定データＤの収集方法について詳しくは後述する。情報収集端末３は、例えば、ＲＦＩＤリーダであるが、これに限られない。情報収集端末３は、第１センサ端末１及び第２センサ端末２と無線通信が可能な任意の装置で有り得る。

次に、第１センサ端末１、第２センサ端末２、及び情報収集端末３のハードウェア構成について説明する。図２は、第１センサ端末１及び第２センサ端末２のハードウェア構成の一例を示す図である。

図２の第１センサ端末１は、制御部１１と、送信部１２と、受信部１３と、記憶部１４と、センサ１５と、アンテナＡ１と、を備える。

制御部１１は、プログラムを実行することにより第１センサ端末１の全体を制御する制御回路である。制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であるが、これに限られない。

送信部１２は、制御部１１から入力された信号（データ）を無線で送信するために、信号に増幅や変調などの所定の処理を実行する送信回路である。送信部１２は、所定の処理を実行した信号をアンテナＡ１に入力する。

受信部１３は、アンテナＡ１から入力された電気信号に増幅や変調などの所定の処理を実行する受信回路である。受信部１３は、所定の処理を実行した信号を制御部１１に入力する。

記憶部１４は、制御部１１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する不揮発性メモリである。記憶部１４には、第１センサ端末１の識別情報（センサ端末ＩＤ）及び情報収集端末３の識別情報（情報収集端末ＩＤ）が記憶される。また、第１センサ端末１には、複数の第１センサ端末１の中での、その第１センサ端末１が測定データＤを送信する順番が予め設定され、当該順番が記憶部１４に記憶される。図１の例のように、センサ端末群に第１センサ端末１が３つ含まれる場合、各第１センサ端末１には１番～３番のいずれかがそれぞれ設定される。第１センサ端末１に設定される順番は、情報収集端末３からデータ要求ＤＲを受信してから、それぞれの第１センサ端末１が測定データＤを送信するまでの時間に対応する。各第１センサ端末１の記憶部１４には、測定データＤを送信する順番の代わりに、それぞれの第１センサ端末１が１番目、２番目、３番目にそれぞれ測定データＤを送信するように、それぞれ異なる時間（データ要求ＤＲを受信してから測定データＤを送信するまでの時間）が記憶されていてもよい。なお記録部１４は、フラッシュメモリであるが、これに限られない。

センサ１５は、測定データＤの収集周期が短いのが好ましいセンサである。センサ１５は、測定データＤを取得し、制御部１１に入力する。センサ１５は、歪センサ、加速度センサ、又は荷重センサであるがこれに限られない。第１センサ端末１は、複数のセンサ１５を備えてもよい。

アンテナＡ１は、無線信号を受信及び送信するためのアンテナである。図２の例では、アンテナＡ１は送信部１２及び受信部１３に接続されているが、送信部１２及び受信部１３にそれぞれ別のアンテナＡ１が接続されていてもよい。

なお、制御部１１、送信部１２、受信部１３、及び記憶部１４は、同一基板上にそれぞれ別個に実装されてもよいし、１つのＬＳＩ（Large Scale Integration）として実装されてもよい。また、第１センサ端末１は、本実施形態においては、パッシブタグであり、内部にコンデンサ等の蓄電手段を有し、情報収集端末３から送信される電波による電力を蓄えて、測定データＤの取得、受信、及び送信などの、第１センサ端末１での一切の動作を行う。パッシブタグの詳細については、周知の構成の為、説明を省略する。

次に、第２センサ端末２について説明するが、その基本的な構成は第１センサ端末１と同様であるので図２を用いて説明する。第２センサ端末２は、制御部２１と、送信部２２と、受信部２３と、記憶部２４と、センサ２５と、アンテナＡ２と、を備える。

制御部２１は、プログラムを実行することにより第２センサ端末２の全体を制御する制御回路である。制御部２１は、例えば、ＣＰＵであるが、これに限られない。

送信部２２は、制御部２１から入力された信号（データ）を無線で送信するために、信号に増幅や変調などの所定の処理を実行する送信回路である。送信部２２は、所定の処理を実行した信号をアンテナＡ２に入力する。

受信部２３は、アンテナＡ２から入力された電気信号に増幅や変調などの所定の処理を実行する受信回路である。受信部２３は、所定の処理を実行した信号を制御部２１に入力する。

記憶部２４は、制御部２１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する不揮発性メモリである。記憶部２４には、第２センサ端末２の識別情報（センサ端末ＩＤ）が記憶される。また、第２センサ端末２には、複数の第２センサ端末２の中での、その第２センサ端末２が測定データＤを送信する順番が予め設定され、当該順番が記憶部２４に記憶される。図１の例のように、センサ端末群に第２センサ端末２が３つ含まれる場合、各第２センサ端末２には１番～３番のいずれかがそれぞれ設定される。なお、第２センサ端末２に設定される順番は、第１センサ端末１と同様に、情報収集端末３からデータ要求ＤＲを受信してから測定データＤを送信するまでの時間に対応する。したがって、各第２センサ端末２の記憶部２４には、測定データＤを送信する順番の代わりに、それぞれの第２センサ端末２が１番目、２番目、３番目にそれぞれ測定データＤを送信するように、それぞれ異なる時間（データ要求ＤＲを受信してから測定データＤを送信するまでの時間）が記憶されていてもよい。ただし、第２センサ端末２が測定データＤを送信する時間は、第１センサ端末１が測定データＤを送信する時間と重複しないように設定される。記憶部２４は、フラッシュメモリであるが、これに限られない。

センサ２５は、測定データＤの収集周期が長くても構わない、又は特定のタイミングだけ測定データＤが収集できればよいセンサである。センサ２５は、測定データＤを取得し、制御部１１に入力する。センサ２５は、地震センサ、強風センサ、温度センサ、又は湿度センサであるがこれに限られない。第２センサ端末２は、複数のセンサ２５を備えてもよい。

アンテナＡ２は、無線信号を受信及び送信するためのアンテナである。図２の例では、アンテナＡ２は送信部２２及び受信部２３に接続されているが、送信部２２及び受信部２３にそれぞれ別のアンテナＡ２が接続されていてもよい。

なお、制御部２１、送信部２２、受信部２３、及び記憶部２４は、同一基板上にそれぞれ別個に実装されてもよいし、１つのＬＳＩとして実装されてもよい。また、第２センサ端末２は、本実施形態においては、パッシブタグであり、内部にコンデンサ等の蓄電手段を有し、情報収集端末３から送信される電波による電力を蓄えて、測定データＤの取得、受信、及び送信などの、第２センサ端末２での一切の動作を行う。パッシブタグの詳細については、周知の構成の為、説明を省略する。以上の通り、第１センサ端末１と第２センサ端末２との違いは、基本的にはセンサ１５，２５の種類と、制御部１１，２１の制御内容である。第１センサ端末１及び第２センサ端末２の制御内容の違いについては、以下で詳細に説明する

図３は、情報収集端末３のハードウェア構成の一例を示す図である。図３の情報収集端末３は、制御部３１と、送信部３２と、受信部３３と、記憶部３４と、アンテナＡ３と、を備える。

制御部３１は、プログラムを実行することにより情報収集端末３の全体を制御する制御回路である。制御部３１は、例えば、ＣＰＵであるが、これに限られない。

送信部３２は、制御部３１から入力された信号（データ）を無線で送信するために、信号に増幅や変調などの所定の処理を実行する送信回路である。送信部３２は、所定の処理を実行した信号をアンテナＡ３に入力する。

受信部３３は、アンテナＡ３から入力された信号に増幅や変調などの所定の処理を実行する受信回路である。受信部３３は、所定の処理を実行した信号を制御部３１に入力する。

記憶部３４は、制御部３１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する不揮発性メモリである。記憶部３４には、情報収集端末３の識別情報（情報収集端末ＩＤ）が記憶される。また、記憶部３４には、センサ端末群に含まれる第１センサ端末１及び第２センサ端末２のセンサ端末ＩＤと、第１センサ端末１及び第２センサ端末２に設定された順番と、が対応付けて記憶される。記憶部３４は、フラッシュメモリであるが、これに限られない。

図４は、記憶部３４に記憶されたセンサ端末ＩＤ及び順番の一例を示す図である。図４の例では、第１センサ端末１ａのセンサ端末ＩＤ「Ｔ１１」と、順番「１」と、が対応付けられ、第１センサ端末１ｂのセンサ端末ＩＤ「Ｔ１２」と、順番「２」と、が対応付けられ、第１センサ端末１ｃのセンサ端末ＩＤ「Ｔ１３」と、順番「３」と、が対応付けられている。また、第２センサ端末２ａのセンサ端末ＩＤ「Ｔ２１」と、順番「１」と、が対応付けられ、第２センサ端末１ｂのセンサ端末ＩＤ「Ｔ２２」と、順番「２」と、が対応付けられ、第２センサ端末１ｃのセンサ端末ＩＤ「Ｔ２３」と、順番「３」と、が対応付けられている。この場合、センサ端末ＩＤが「Ｔ１１」である第１センサ端末１ａの記憶部１４には、当該第１センサ端末１ａの順番として「１」が記憶され、当該第１センサ端末１ａは、複数の第１センサ端末１の中で１番目に測定データＤを送信する。同様に、センサ端末ＩＤが「Ｔ２１」である第２センサ端末２ａの記憶部２４には、当該第２センサ端末２ａの順番として「１」が記憶され、当該第２センサ端末２ａは、複数の第２センサ端末２の中で１番目に測定データＤを送信する。上述の通り、記憶部１４，２４には、順番の代わりに、順番に対応する時間が記憶されていてもよい。この場合、順番が同一の第１センサ端末１及び第２センサ端末２には、それぞれ異なる時間が記憶される。

アンテナＡ３は、無線信号を受信及び送信するためのアンテナである。図３の例では、アンテナＡ３は送信部３２及び受信部３３に接続されているが、送信部３２及び受信部３３にそれぞれ別のアンテナＡ３が接続されていてもよい。

なお、制御部３１、送信部３２、受信部３３、及び記憶部３４は、同一基板上にそれぞれ別個に実装されてもよいし、１つのＬＳＩとして実装されてもよい。また、情報収集端末３は、第１センサ端末１及び第２センサ端末２を外部装置に有線又は無線で送信するための通信手段を備えるのが好ましい。

次に、情報収集システム１００の動作について説明する。以下では、第１センサ端末１及び第２センサ端末２がパッシブタグである場合を例に説明する。

図５は、情報収集システム１００の動作の一例を示すタイミングチャートである。情報収集端末３は、動作期間Ｔの間、センサ端末群に無線で送電し、センサ端末群を動作可能とする。具体的には、情報収集端末３は、データ要求ＤＲによりセンサ端末群を動作可能としてもよいし、データ要求ＤＲとは別に、送電用の無変調信号を所定のタイミングで（例えば、データ要求ＤＲの送信前に）送信し、センサ端末群を動作可能としてもよい。図５に示すように、動作期間Ｔは、第０期間Ｔ０、第１期間Ｔ１、及び第２期間Ｔ２、又は第０期間Ｔ０、第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２、及び第３期間Ｔ３を含む。

第０期間Ｔ０は、情報収集端末３がセンサ端末群に、測定データＤの送信を要求する信号であるデータ要求ＤＲを無線で送信する期間である。情報収集端末３は、宛先を指定せずにデータ要求ＤＲを送信する。データ要求ＤＲは、情報収集端末ＩＤを含む、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）等の変調信号である。第１センサ端末１及び第２センサ端末２は、第０期間Ｔ０に情報収集端末３から受信した電力により、動作可能となる。

第１期間Ｔ１は、第１センサ端末１が測定データＤを無線で送信する期間である。各第１センサ端末１は、データ要求ＤＲを受信し、当該データ要求ＤＲに含まれる情報収集端末ＩＤが、記憶部１４に記憶された情報収集端末ＩＤであることを確認すると、第１期間Ｔ１に、予め設定された順番(時間)に従って測定データＤを送信する。情報収集端末３は、第１期間Ｔ１に、第１センサ端末１からの測定データＤの受信処理を実行する。また、第２センサ端末２は、第１期間Ｔ１に、自装置の測定データＤを情報収集端末３に送信するか判定する。判定方法については後述する。

第２期間Ｔ２は、測定データＤを送信すると判定した第２センサ端末２が、情報収集端末３に測定データＤの受信を要求する信号である受信要求ＲＲを無線で送信する期間である。測定データＤを送信すると判定した第２センサ端末２は、図５の第２センサ端末２ａ，２ｃのように、第２期間Ｔ２に、同時に受信要求ＲＲを送信する。測定データＤを送信しないと判定した第２センサ端末２は、図５の第２センサ端末２ｂのように、受信要求ＲＲを送信しない。情報収集端末３は、第２期間Ｔ２に、第２センサ端末２からの受信要求ＲＲの受信処理を実行する。なお、受信要求ＲＲは、センサ端末ＩＤなどのデータを含まない。情報収集端末３は、所定強度以上の信号を所定の時間に受信した場合に、受信要求ＲＲを受信したと判断するので、複数の第２センサ端末２からの受信要求ＲＲを同時に受信しても、受信要求ＲＲを受信したと判断できる。

第３期間Ｔ３は、測定データＤを送信すると判定した第２センサ端末２が、測定データＤを無線で送信する期間である。測定データＤを送信すると判定した各第２センサ端末２は、図５の第２センサ端末２ａ，２ｃのように、第３期間Ｔ３に、予め設定された順番(時間)に従って測定データＤを送信する。測定データＤを送信しないと判定した第２センサ端末２は、図５の第２センサ端末２ｂのように、測定データＤを送信しない。情報収集端末３は、第３期間Ｔ３に、第２センサ端末２からの測定データＤの受信処理を実行する。

図５に示すように、情報収集端末３は、第２期間Ｔ２に受信要求ＲＲを１つも受信しなかった場合、動作を終了する。この場合、図５の１つ目の動作期間Ｔで示すように、動作期間Ｔには、第３期間Ｔ３が含まれない。一方、情報収集端末３は、第２期間Ｔ２に１つ以上の受信要求ＲＲを受信した場合、第２センサ端末２からの測定データＤの受信処理を実行する。この場合、図５の２つ目の動作期間Ｔで示すように動作期間Ｔには、第３期間Ｔ３が含まれる。受信要求ＲＲは、情報収集端末３に第２センサ端末２からの測定データＤの受信処理を実行させる割り込み信号に相当する。

情報収集端末３は、動作期間Ｔの終了後、第４期間Ｔ４が経過すると、次の動作期間Ｔを開始する。したがって、センサ端末群からの測定データＤの収集周期はＴ＋Ｔ４となる。すなわち、情報収集端末３が第２期間Ｔ２に受信要求ＲＲを１つも受信しなかった場合、収集周期はＴ０＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ４となり、情報収集端末３が第２期間Ｔ２に受信要求ＲＲを１つ以上受信した場合、収集周期はＴ０＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４となる。なお、第４期間Ｔ４は０であってもよい。また、第４期間Ｔ４が一定の場合は、一定間隔でのデータ収集を意味するが、第４期間Ｔ４は、必ずしも一定でなくてもよい。

図６は、第１センサ端末１の動作の一例を示すフローチャートである。第１センサ端末１は、情報収集端末３から無線で受電して起動すると、図６の動作を開始する。

第１センサ端末１が起動すると、センサ１５が測定データＤを取得し（ステップＳ１０１）、記憶部１４に一旦保管する。その後、図６に示すように、受信部１３は、情報収集端末３からのデータ要求ＤＲの受信処理を実行する（ステップＳ１０２）。受信処理は、受信した信号に、記憶部１５に記憶された情報収集端末ＩＤが含まれるか否かを確認する処理を含む。受信部１３は、データ要求ＤＲを受信するまで受信処理を継続する（ステップＳ１０２：ＮＯ）。

受信部１３は、アンテナＡ１を介して情報収集端末３からデータ要求ＤＲを受信すると（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、当該データ要求を制御部１１に入力する。制御部１１は、データ要求を入力されると、記憶部１４に記憶された順番を読み出し、自装置が測定データを送信する順番に対応する時刻、すなわち、測定データＤの送信時刻が到来するまで待機する（ステップＳ１０３）。送信時刻は、データ要求ＤＲの受信時刻に、順番に対応する時間を加算した時刻に相当する。

制御部１１は、測定データＤの送信時刻が到来すると、記憶部１４からの測定データＤを読み出し、当該測定データＤを含む信号を生成し、送信部１２に入力する。送信部１２は、測定データＤを含む信号を入力されると、当該信号にＡＳＫ変調を行い、アンテナＡ１を介して、当該信号を無線で送信する（ステップＳ１０４）。

以上の動作を各第１センサ端末１が実行することにより、図５に示すように、第１期間Ｔ１に各第１センサ端末１の測定データＤが予め設定された順番で送信され、情報処理装置３が同じタイミングで複数の測定データＤを受信してしまう、いわゆる信号の衝突がなくなる。なお、前述した例では、第１センサ端末１は、起動直後に測定データを取得したが、測定データＤを送信する直前、またはデータ要求ＤＲを受信してから測定データＤを送信するまでの任意のタイミングで、測定データＤを取得してもよい。

図７は、第２センサ端末２の動作の一例を示すフローチャートである。第２センサ端末２は、情報収集端末３から受電して起動すると、図７の動作を開始する。

第２センサ端末２が起動すると、センサ２５が測定データＤを取得し（ステップＳ２０１）、記憶部２４に一旦保管する。その後、図７に示すように、受信部２３は、情報収集端末３からのデータ要求ＤＲの受信処理を実行する（ステップＳ２０１）。受信処理は、受信した信号に、記憶部２４に記憶された情報収集端末ＩＤが含まれるかを確認する処理を含む。受信部２３は、データ要求ＤＲを受信するまで受信処理を継続する（ステップＳ２０２：ＮＯ）。

受信部２３は、アンテナＡ１を介して情報収集端末３からデータ要求ＤＲを受信すると（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、当該データ要求ＤＲを制御部２１に入力する。制御部２１は、データ要求ＤＲを入力されると、記憶部２４からの測定データＤを読み出し、読み出した測定データＤに基づいて、当該測定データＤを送信するか判定する（ステップＳ２０３）。

制御部２１は、例えば、測定データＤと、記憶部２４に記憶された範囲Ｒ１と、に基づいて、測定データＤを送信するか判定する。範囲Ｒ１は、測定データＤを送信するか判定するために予め設定された測定データＤの範囲である。範囲Ｒ１として測定データＤの正常値の範囲が設定されている場合、制御部２１は、測定データＤが範囲Ｒ１内である場合、測定データＤを送信しないと判定し、測定データＤが範囲Ｒ１外である場合、測定データＤを送信すると判定する。これにより、制御部２１は、測定データＤが正常値ではない、すなわち、測定データＤが異常値である場合に、測定データＤを送信すると判定することができる。結果として、第２センサ端末２は、測定データＤが異常値である場合に、測定データＤを送信することができる。

また、制御部２１は、今回の測定データＤと、記憶部２４に記憶された過去の測定データＤと、に基づいて、測定データＤを送信するか判定してもよい。例えば、制御部２１は、今回の測定データＤと前回の測定データＤとの差が閾値未満である場合、測定データＤを送信しないと判定し、今回の測定データＤと前回の測定データＤとの差が閾値以上である場合、測定データＤを送信すると判定する。これにより、制御部２１は、測定データＤが急変した場合に、測定データＤを送信すると判定することができる。結果として、第２センサ端末２は、測定データＤが急変した場合に、測定データＤを送信することができる。制御部２１は、今回の測定データＤと前回の測定データＤとの差の代わりに、過去の測定データＤに対する今回の測定データＤの変化率などを閾値と比較することにより、測定データＤを送信するか判定してもよい。

制御部２１は、測定データＤを送信しないと判定した場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、動作を終了する。一方、制御部２１は、測定データＤを送信すると判定した場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、第１期間Ｔ１が終了するまで待機する（ステップＳ２０４）。第１期間Ｔ１は、記憶部２４に記憶しておけばよい。

制御部２１は、第１期間Ｔ１が終了し、第２期間Ｔ２が開始されると、受信要求ＲＲを生成し、送信部２２に入力する。送信部２２は、受信要求ＲＲを入力されると、アンテナＡ２を介して、当該受信要求ＲＲを無線で送信する（ステップＳ２０５）。

制御部２１は、第２期間Ｔ２が終了し、第３期間が開始されると、記憶部２４に記憶された順番を読み出し、自装置が測定データＤを送信する順番に対応する時刻、すなわち、測定データＤの送信時刻が到来するまで待機する（ステップＳ２０６）。送信時刻は、データ要求ＤＲの受信時刻に、順番に対応する時間を加算した時刻に相当する。

制御部２１は、測定データＤの送信時刻が到来すると、記憶部２４から測定データを読み出し、読み出した測定データＤを含む信号を生成し、送信部２２に入力する。送信部２２は、測定データＤを含む信号を入力されると、当該信号にＡＳＫ変調を行い、アンテナＡ２を介して、当該信号を無線で送信する（ステップＳ２０７）。

以上の動作を各第２センサ端末２が実行することにより、図５に示すように、第３期間Ｔ３に、測定データＤを送信すると判定した各第２センサ端末２の測定データＤが予め設定された順番で送信され、情報処理装置３が同じタイミングで複数の測定データＤを受信してしまう、いわゆる信号の衝突がなくなる。

なお、制御部２１は、測定データＤを前回送信してから受信した前記データ要求ＤＲの受信回数に基づいて、測定データＤを送信するか判定してもよい。制御部２１は、受診回数が予め設定された閾値以上である場合、測定データＤを送信すると判定し、受信回数が予め設定された閾値未満である場合、測定データＤを送信しないと判定すればよい。

また、制御部２１は、測定データＤを前回送信してからの経過時間に基づいて、測定データＤを送信するか判定してもよい。制御部２１は、経過時間が予め設定された閾値以上である場合、測定データＤを送信すると判定し、経過時間が予め設定された閾値未満である場合、測定データＤを送信しないと判定すればよい。

これらの判定方法により、制御部２１は、第１センサ端末１の測定データＤの収集周期より長い間隔で、定期的に測定データＤを送信すると判定することができる。結果として、第２センサ端末２は、第１センサ端末１の測定データＤの収集周期より長い間隔で、定期的に測定データＤを送信することができる。制御部２１は、以上説明した判定方法のいずれか１つを利用してもよいし、２つ以上を併用してもよい。

制御部２１が測定データＤを利用して判定する場合、第２センサ端末２は、データ要求ＤＲを受信してから受信要求ＲＲを送信するまでの任意のタイミングで、測定データＤを取得し、測定データＤを送信するか判定することができる。

また、制御部２１が測定データＤを利用せずに、すなわち、受信回数又は経過時間を利用して判定する場合、第２センサ端末２は、データ要求ＤＲを受信してから受信要求ＲＲを送信するまでの任意のタイミングで、測定データＤを送信するか判定することができる。この場合、第２センサ端末２は、データ要求ＤＲを受信してから測定データＤを送信するまでの任意のタイミングで、測定データＤを取得すればよい。

図８は、情報収集端末３の動作の一例を示すフローチャートである。情報収集端末３は、動作期間Ｔの開始時刻が到来すると、図８の動作を開始する。

動作期間Ｔの開始時刻が到来すると、制御部３１は、送電のための無変調信号を生成し、送信部３２に入力する。送信部３２は、当該信号を入力されると、アンテナＡ３を介して、当該信号を無線で送信する。これにより、送信部３２からセンサ端末群への送電が開始される（ステップＳ３０１）。上述の通り、第１センサ端末１及び第２センサ端末２は、情報収集端末３から受電すると起動し、それぞれ図６及び図７の動作を開始し、測定データを取得する。

また、制御部３１は、データ要求ＤＲを生成し、送信部３２に入力する。送信部３２は、データＤＲを入力されると、アンテナＡ３を介して、当該データ要求ＤＲを無線で送信する（ステップＳ３０２）。

受信部３３は、データ要求ＤＲの送信が終了すると（第０期間が終了すると）、第１センサ端末１からの測定データＤの受信処理を実行する（ステップＳ３０３）。これにより、第１期間Ｔ１が開始される。受信部３３は、測定データＤを含む信号を受信すると、当該信号を制御部３１に入力する。制御部３１は、当該信号を入力されると、当該信号に含まれるセンサ端末ＩＤが、記憶部３４に記憶されている第１センサ端末１のセンサ端末ＩＤと一致している場合、当該信号に含まれる測定データＤを、当該測定データＤを送信した第１センサ端末１のセンサ端末ＩＤと対応付けて記憶部３４に保存する。受信部３３は、第１期間Ｔ１が終了するまで受信処理を継続する（ステップＳ３０４：ＮＯ）。

第１期間Ｔ１が終了し（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、第２期間Ｔ２が開始されると、受信部３３は、第２センサ端末２からの受信要求ＲＲの受信処理を実行する（ステップＳ３０５）。受信部３３は、受信要求ＲＲを受信すると、当該受信要求ＲＲを制御部３１に入力する。受信部３３は、第２期間Ｔ２が終了するまで受信処理を継続する（ステップＳ３０６：ＮＯ）。

第２期間Ｔ２が終了すると（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）、制御部３１は、１つ以上の受信要求ＲＲが入力された確認する（ステップＳ３０７）。すなわち、受信部３３が１つ以上の受信要求ＲＲを受信したか確認する。受信部３３が受信要求ＲＲを１つも受信していない場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、制御部３１は、送信部３２への送電のための信号の入力を終了する。これにより、センサ端末群への送電が終了する（ステップＳ３１０）。その後、制御部３１は、動作を終了する。

一方、受信部３３が受信要求ＲＲを１つ以上受信した場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、受信部３３は、第２センサ端末２からの測定データＤの受信処理を実行する（ステップＳ３０８）。これにより、第３期間Ｔ３が開始される。受信部３３は、測定データＤを含む信号を受信すると、当該信号を制御部３１に入力する。制御部３１は、当該信号を入力されると、当該信号に含まれるセンサ端末ＩＤが、記憶部３４に記憶されている第２センサ端末２のセンサ端末ＩＤと一致している場合、当該信号に含まれる測定データＤを、当該測定データＤを送信した第２センサ端末２のセンサ端末ＩＤと対応付けて記憶部３４に保存する。受信部３３は、第３期間Ｔ３が終了するまで受信処理を継続する（ステップＳ３０９：ＮＯ）。

第３期間Ｔ３が終了すると（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、制御部３１は、送信部３２への送電のための信号の入力を終了する。これにより、センサ端末群への送電が終了する（ステップＳ３１０）。その後、制御部３１は、動作を終了する。

以降、情報収集端末３は、次の動作期間Ｔの開始時刻が到来するまで（第４期間Ｔ４が経過するまで）待機する。

以上の動作を情報収集端末３が実行することにより、図５に示すように、情報収集端末３は、第０期間Ｔ０にデータ要求ＤＲを送信し、第１期間Ｔ１に第１センサ端末１から測定データＤを予め設定された順番で受信し、第２期間Ｔ２に第２センサ端末２から受信要求ＲＲを受信し、受信要求ＲＲを受信した場合、第３期間Ｔ３に第２センサ端末２から測定データＤを予め設定された順番で受信することができる。

以上説明した通り、本実施形態によれば、第１センサ端末１の測定データＤは、情報収集端末３の動作期間Ｔごとに収集される一方、第２センサ端末２の測定データＤは、情報収集端末３が受信要求ＲＲを受信した場合にのみ収集される。測定データＤをこのように収集することにより、第１センサ端末１の測定データＤの収集周期を、第２センサ端末２の測定データＤの収集周期より短くすることができる。

情報収集システム１００のユーザは、短い収集周期で測定データＤを収集するのが好ましいセンサ端末（歪センサなどを備えたセンサ端末）を第１センサ端末１に設定し、測定データＤの収集周期が長くても構わない、又は特定のタイミングだけ測定データＤが収集できればよいセンサ端末（地震センサなどを備えたセンサ端末）を第２センサ端末２に設定し、第１センサ端末１及び第２センサ端末２にそれぞれ順番を設定すればよい。これにより、前者から短い収集周期で測定データＤを収集しつつ、必要に応じて後者の測定データＤを収集することができる。

ここで、図９及び図１０は、情報収集システム１００の具体例を示す図である。図９の例では、情報収集システム１００は、橋梁に適用されている。図９の情報収集システム１００のセンサ端末群には、橋梁の各部に設置された第１センサ端末１ａ～１ｆと、第２センサ端末２ａ～２ｄと、が含まれる。

第１センサ端末１ａ，１ｂは加速度センサを備え、第１センサ端末１ｃ，１ｄは荷重センサを備え、第１センサ端末１ｅ，１ｆは歪センサを備える。第２センサ端末２ａ，２ｂは地震センサを備え、第２センサ端末２ｃ，２ｄは強風センサを備える。情報収集端末３は、第１センサ端末１ａ，１ｂから加速度データを収集し、第１センサ端末１ｃ，１ｄから荷重データを収集し、第１センサ端末１ｅ，１ｆから歪データを収集し、第２センサ端末２ａ，２ｂから地震データを収集し、第２センサ端末２ｃ，２ｄから強風データを収集する。

このような構成により、情報収集端末３は、加速度データ、荷重データ、及び歪データを、短い収集周期で収集することができる。したがって、情報収集端末３から通信手段を介して測定データを受信した外部装置（橋梁監視用のサーバなど）は、これらの測定データに基づいて、橋梁の形状や通過車両に対する橋梁の応答性の変化を経時的に確認し、橋梁の安全性を継続的に監視することができる。

また、情報収集端末３は、地震又は強風の発生時に、地震データ及び強風データを収集することができる。したがって、外部装置は、これらの測定データに基づいて、橋梁における災害の発生を検知し、検知結果を橋梁の点検や通行許可の判断に利用することができる。

なお、橋梁で利用されるセンサの種類や、センサ端末の数及び設置場所は、図９の例に限られない。また、１つの橋梁に複数の情報収集システム１００を適用することも可能である。

これに対して、図１０の例では、情報収集システム１００は、車両に適用されている。図１０の情報収集システム１００のセンサ端末群には、車室内に設置された第１センサ端末１ａ，１ｂと、第２センサ端末２ａ，２ｂと、が含まれる。

第１センサ端末１ａ，１ｂは、ステアリングスイッチを備え、第２センサ端末２ａは温度センサを備え、第２センサ端末２ｂは湿度センサを備える。情報収集端末３は、第１センサ端末１ａ，１ｂからステアリングスイッチの押圧データを収集し、第２センサ端末２ａから温度データを収集し、第２センサ端末２ｂから湿度データを収集する。

このような構成により、情報収集端末３は、ステアリングスイッチの押圧データを短い収集周期で収集することができる。したがって、情報収集端末３から通信手段を介して測定データを受信した外部装置（車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）など）は、これらの測定データに基づいて、車両を迅速に制御することができる。すなわち、ステアリングスイッチの操作に対する応答性を高めることができる。

また、情報収集端末３は、車室内の温度や湿度が変化した時に、温度データ及び湿度データを収集することができる。したがって、外部装置は、これらの測定データに基づいて、車室内の温度や湿度の変化を把握し、温度調整や湿度調整に利用することができる。

なお、車両で利用されるセンサの種類や、センサ端末の数及び設置場所は、図１０の例に限られない。また、１つの車両に複数の情報収集システム１００を適用することも可能である。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

また、本国際出願は、２０１８年９月１４日に出願した日本国特許出願第２０１８－１７２５０９号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。

１：第１センサ端末
２：第２センサ端末
３：情報収集端末
１１，２１，３１：制御部
１２，２２，３２：送信部
１３，２３，３３：受信部
１４，２４，３４：記憶部
１５，２５： センサ
Ａ１，Ａ２，Ａ３：アンテナ
１００：情報収集システム

Claims (10)

1. 複数の第１センサ端末及び複数の第２センサ端末を含むセンサ端末群と、前記センサ端末群と無線通信が可能な情報収集端末と、を備えた情報収集システムであって、
   前記情報収集端末は、
   前記センサ端末群にデータ要求を送信する送信部と、
   前記データ要求の送信後、第１期間に前記複数の第１センサ端末からの測定データの受信処理を実行し、第２期間に前記複数の第２センサ端末からの受信要求の受信処理を実行し、前記第２期間に前記受信要求を受信した場合、第３期間に前記複数の第２センサ端末からの測定データの受信処理を実行する受信部と、
   を備え、
   前記第１センサ端末は、
   前記測定データを取得するセンサと、
   前記データ要求を受信すると、前記第１期間に前記測定データを送信する送信部と、
   を備え、
   前記第２センサ端末は、
   前記測定データを取得するセンサと、
   前記測定データを送信するか判定する制御部と、
   前記データ要求を受信し、かつ、前記制御部が前記測定データを送信すると判定した場合、前記第２期間に前記受信要求を送信し、前記第３期間に前記測定データを送信する送信部と、
   を備える情報収集システム。
2. 前記複数の第１センサ端末は、前記第１期間に所定の順番で前記測定データを送信する
   請求項１に記載の情報収集システム。
3. 前記複数の第２センサ端末は、前記第３期間に所定の順番で前記測定データを送信する
   請求項１又は請求項２に記載の情報収集システム。
4. 前記制御部は、前記測定データと、予め設定された前記測定データの範囲と、に基づいて、前記測定データを送信するか判定する
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の情報収集システム。
5. 前記制御部は、前記測定データと過去の測定データとに基づいて、前記測定データを送信するか判定する
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の情報収集システム。
6. 前記制御部は、前記測定データを前回送信してから受信した前記データ要求の回数に基づいて、前記測定データを送信するか判定する
   請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の情報収集システム。
7. 前記制御部は、前記測定データを前回送信してからの経過時間に基づいて、前記測定データを送信するか判定する
   請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の情報収集システム。
8. 前記第１センサ端末及び前記第２センサ端末は、ＲＦＩＤタグである
   請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の情報収集システム。
9. 前記複数の第１センサ端末は、前記第１期間におけるそれぞれ異なる時間に前記測定データを送信し、
   前記複数の第２センサ端末は、前記第２期間に同時に前記受信要求を送信し、前記第３期間におけるそれぞれ異なる時間に前記測定データを送信する
   請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の情報収集システム。
10. 複数の第１センサ端末及び複数の第２センサ端末を含むセンサ端末群と無線通信が可能な情報収集端末であって、
    前記センサ端末群にデータ要求を送信する送信部と、
    前記データ要求の送信後、第１期間に前記複数の第１センサ端末からの測定データの受信処理を実行し、第２期間に前記複数の第２センサ端末からの受信要求の受信処理を実行し、前記第２期間に前記受信要求を受信した場合、第３期間に前記複数の第２センサ端末からの測定データの受信処理を実行する受信部と、
    を備える情報収集端末。

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