JP7266288B2 - Environmental measurement system - Google Patents
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Description
本発明は、環境測定システムに関するものである。 The present invention relates to an environment measurement system.
特許文献1には、予め設定された領域内のそれぞれの場所に複数のセンサを設置することなく、当該領域の環境情報の分布状況を把握することが開示されている。そのため、オフィス等の予め設定された領域内を自律移動可能なロボットである移動装置が、環境情報を取得するためのセンサとして、例えば、温度センサ、湿度センサ、風量センサ、匂い(臭気)センサ、騒音(音量)センサ、光量センサ等を備えている。制御部は、移動装置により取得された環境情報とその環境情報が取得された際の移動装置の位置情報とに基づいて、移動装置が移動する領域における環境情報の分布状況を算出する。環境情報分布状況出力部は、制御部により算出された、移動装置が移動する領域における環境情報の分布状況を出力する。 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200001 discloses grasping the distribution of environmental information in a preset area without installing a plurality of sensors at each location in the area. Therefore, a mobile device, which is a robot capable of autonomously moving within a preset area such as an office, uses sensors for acquiring environmental information, such as a temperature sensor, a humidity sensor, an air volume sensor, an odor (odor) sensor, It is equipped with a noise (volume) sensor, a light intensity sensor, and the like. The control unit calculates the distribution of the environment information in the area where the mobile device moves, based on the environment information acquired by the mobile device and the position information of the mobile device when the environment information was acquired. The environment information distribution status output unit outputs the environment information distribution status in the region in which the mobile device moves, which is calculated by the control unit.
予め定められた場所の環境状態を測定するために、所望の環境情報を取得するための各種のセンサーを配置して継続的に測定し、測定データを、インターネット(クラウド)などを経由して簡単に収集できる環境測定システムが求められている。 In order to measure the environmental conditions of a predetermined location, various sensors are placed to obtain desired environmental information, continuous measurements are taken, and the measured data can be easily collected via the Internet (cloud), etc. There is a need for an environmental measurement system that can collect
本発明の一態様は、ネットワークを経由して測定された情報を供給する親機端末と、親機端末と無線で接続される子機端末であって、複数種類のセンサーのいずれかを選択して内蔵または接続可能であり、内蔵または接続されたセンサーの測定データを取得して親機端末へ転送するセンサーインターフェイス機能を含む子機端末とを有する環境測定システムである。この環境測定システムにおいては、多様なセンサーからの測定データを、子機端末を介することにより無線、例えば、特定小電力無線(特定小電力無線局用の通信)、ZigBee(登録商標)、BLE通信(BLE:Bluetooth(登録商標) Low Energy)などのいずれかの通信機能を備えた親機端末で集約してネットワークを経由してユーザーに提供できる。 One aspect of the present invention is a master terminal that supplies measured information via a network, and a slave terminal wirelessly connected to the master terminal, which selects one of a plurality of types of sensors. and a slave terminal that acquires measurement data from the built-in or connected sensor and transfers it to the master terminal. In this environment measurement system, measurement data from various sensors are transmitted wirelessly via slave terminals, for example, specified low-power wireless (communication for specified low-power wireless stations), ZigBee (registered trademark), BLE communication. (BLE: Bluetooth (registered trademark) Low Energy), etc., can be aggregated by a base terminal equipped with any communication function and provided to the user via a network.
子機端末は、内蔵または接続されたセンサーの測定データを一時的に格納し、格納された測定データを親機端末に供給するロガー機能を含んでもよい。複数種類のセンサーは、騒音、振動、粉塵、温度、湿度、地下水位、酸素濃度、二酸化炭素濃度、有害ガス濃度を測定するセンサーを含んでもよい。子機端末は、温度、湿度、電圧、4-20mA、パルス、照度、紫外線強度、二酸化炭素濃度を測定・記録する機種を含んでもよい。電圧および/または4-20mAを測定・記録する機種は、内蔵または接続されたセンサーの測定データを時間率で演算した後に、記録および/または転送する機能を含んでもよい。センサーが騒音計、振動計などであり、それらから出力される信号を時間率で演算した値が環境測定として有意義な場合は、その処理を、センサーと接続され、一対一で処理できる子機端末で行うことにより、より確実に、ネットワーク構成や親機端末の構成を複雑にすることなく、時間率で計算した値、例えば、時間率騒音レベル、時間率振動レベルを測定できる。 The slave terminal may include a logger function that temporarily stores measurement data from a built-in or connected sensor and supplies the stored measurement data to the master terminal. The multiple types of sensors may include sensors that measure noise, vibration, dust, temperature, humidity, water level, oxygen concentration, carbon dioxide concentration, and hazardous gas concentration. The slave terminal may include a model that measures and records temperature, humidity, voltage, 4-20 mA, pulse, illuminance, ultraviolet intensity, and carbon dioxide concentration. Models that measure and record voltage and/or 4-20mA may include a function to record and/or transfer the measurement data of the built-in or connected sensor after calculating the time rate. If the sensor is a sound level meter, vibration meter, etc., and if the value obtained by calculating the time rate of the signal output from them is meaningful as an environmental measurement, a slave terminal that can be connected to the sensor and processed one-on-one. By doing so, it is possible to more reliably measure the values calculated by the time rate, such as the time rate noise level and the time rate vibration level, without complicating the network configuration and the configuration of the master terminal.
図1に、本発明に係る、環境の状態を測定する環境測定システム10を示している。一般的に人が暮らす環境の状態を表す指標が定められている。環境の状態とは騒音、振動、粉塵、温度、湿度、地下水位、酸素濃度、二酸化炭素濃度、各種有害ガス濃度などの要素がある。環境測定システム10は、これらの要素を測定し、公開するためのシステムとして提供できる。騒音、振動などその時の測定値ではなく規格または標準、例えば、JISで決められている時間率などを演算しなければならない要素がある。このような演算する機能を含む(組み込まれた)環境測定システム10を提供できる。
FIG. 1 shows an
環境測定システム10は、ネットワーク9を経由して測定された情報を供給する親機端末(親機)20と、親機端末20と無線36で接続される子機端末(子機)30とを含む。親機20は、子機30と無線通信するための第1の通信機能、例えば、特定小電力無線通信機能21と、インターネット9にデータを提供する第2の通信機能、例えば、SIMカード23を含むモバイル通信機能22と、LAN(無線LAN、有線LAN)通信機能24とを含む。第2の通信機能22または24により、ルーター12などを経由して、または基地局8を介して、インターネット9上のサーバー7にデータを転送できる。また、親機20は、子機30との間でネットワーク設定情報を設定できる第3の通信機能25、たとえば、USB、RS232C、BLEを備えていてもよい。子機30も、第3の通信機能35を含んでいてもよい。
The
環境測定システム10の測定データを閲覧する人(ユーザー)は、あらかじめ取得していたID、パスワードを使ってPC、タブレット2またはスマートフォン1などの端末からサーバー7にアクセスする。閲覧できる内容は現在値、過去の記録データ、警報状態等である。
A person (user) who browses the measurement data of the
子機端末30は、複数種類のセンサー、例えば、騒音計39a、振動計39b、粉塵計39c、温度センサー39dのいずれかを選択して接続可能であり、接続されたセンサーの測定データを取得して親機端末(親機)20へ転送するセンサーインターフェイス機能31を含む。子機(子機端末)30は、温度センサー39d、湿度センサーなどを内蔵したタイプであってもよい。センサー39は、騒音、振動、粉塵、温度以外の環境条件を測定するための湿度、地下水位、酸素濃度、二酸化炭素濃度、各種有害ガス濃度を測定するセンサーであってもよく、1つの親機20に接続される子機30は、1つであっても、複数であってもよい。環境測定システム10は、親機20および子機30の他に、親機20と子機30とを中継する中継機28を含んでいてもよい。
The
測定機である子機30は、1台で1つまたは複数の要素を測定するセンサー39が取り付けられてもよく、内蔵していてもよい。子機30は、さらに、センサー39の測定値(測定データ)を一時的に記録するメモリー34を内蔵していてもよい。子機30は、センサー39と有線信号(アナログ信号、デジタル信号)で接続され、センサー39からの信号を、温度、湿度、電圧、4-20mA、パルス、照度、紫外線強度、二酸化炭素濃度として記録する変換機能33を含んでいてもよい。子機30の変換機能33は、騒音または振動を測定するセンサー39aまたは39bに接続されると、測定値(デシベル)を、測定値に比例した電圧で出力する機能を備えていてもよい。
The
子機30は、センサー39が電圧値を直接入力可能なタイプのものである場合は、騒音、振動を測定するセンサー39aまたは39bからの信号を内部でAD変換し、時間率を演算する機能32を備えていてもよい。記録装置と機能する子機30の側に時間率を演算する機能32を設けることにより高機能な騒音、振動計でなくても良く安価な騒音振動計をセンサーとして使用して環境情報を取得できる。時間率を演算する機能32は、時間率を計算する周期を演算時間Tより短いTsでT時間分移動平均のように計算する機能を備えていてもよい。例えば、演算時間10分を1分ごとに10分の幅で計算する。
If the
JISには、騒音(JIS Z8731)および振動(JIS Z8735)の時間率レベルの計算方法が示されている。一定間隔Δt毎に測定し、ある時間範囲T(演算時間)の間の度数分布を求め、その累積度数が(100-N)%に相当するレベルをN%直率騒音レベルLAN,Tとする。子機30の時間率演算機能32は、これらを求める変数N、Δt、Tを以下のように設定できる。
N :5、10、50(%)
Δt :0.2、1、5(秒)
T :1、2、5、10、30、60(分)
JIS shows how to calculate the time rate levels of noise (JIS Z8731) and vibration (JIS Z8735). Measurements are taken at regular intervals Δt, and the frequency distribution within a certain time range T (calculation time) is obtained. The time
N: 5, 10, 50 (%)
Δt: 0.2, 1, 5 (seconds)
T: 1, 2, 5, 10, 30, 60 (minutes)
子機30の時間率演算機能32は、親機20と通信することによりこれらの変数、即ち、サンプル周期Δt、演算時間T、時間率騒音レベル(振動レベル)N、1dB当たりの電圧値(スケール値)をインターネット9上のサーバー7から取得してもよい。子機30の演算機能などの設定は、子機30と環境測定システム10のネットワークを構成する親機20であってもよく、システム内の親機では無く別途準備したインテリジェントな親機あるいはスマートフォン1、タブレット2、PCなどの汎用の情報端末であってもよい。
The hour
この環境測定システム10においては、親機20および子機30が共通の近距離無線通信機能を含む。本例では、親機20が特定小電力無線通信機能21を含み、子機30のセンサーインターフェイス機能31が特定小電力無線通信機能を含み、特定小電力無線36により子機30は、子機30に接続された、または内蔵されたセンサー39の測定データまたはメモリー34に記録された測定データ(記録データ)、または現在の測定値を親機20に送る。具体的には、親機20は、親機20とセンサーネットワークを組み、1つの環境測定システム10を構成する1または複数の子機30、必要であれば中継機28と特定小電力無線36で通信するためのチャンネル、IDなどの情報(ネットワーク情報)27を含み、親機20が順番に子機30を呼び出して測定データを収集し、ネットワーク9のサーバー7に提供する。サーバー7は複数の顧客が使える1つのサーバーでも良い。親機20は、第3の通信機能(USB、RS-232C、BLEなど)25を含んでいてもよく、顧客のサーバー7へデータ転送するためのアドレスをパソコンなどで設定可能にしてもよい。
In this
この環境測定システム10においては、ネットワーク9を介して情報を提供するための複雑な機能を備えた親機20に対して、多様なセンサー39を、親機20と無線通信可能な程度の通信機能を備えた子機30を介して接続する。したがって、ネットワーク9との接続機能は親機20に集中させ、センサー39との接続機能を子機30に集中させることにより親機20および子機30の機能を単純化でき、さらに、子機30として各種のセンサー39に対応した機種を揃えたり、複数の子機30を親機20と無線通信可能な範囲に分散して配置することが可能となる。このため、1台の親機20と、1または複数の子機30と、必要に応じて中継機28とで、環境状態をモニタリングするための様々な情報、例えば、振動、粉塵、温度、湿度、地下水位、酸素濃度、二酸化炭素濃度、有害ガス濃度などから、所望のものを自在に選択し、その値を継続して測定する環境測定システム10を低コストで提供できる。
In this
また、親機20を中心とする子機30のセンサーネットワークを含む環境測定システム10は、無線LAN、あるいはモバイル通信によりネットワーク(インターネット)9に接続できる場所であれば、任意の場所に簡単に構築することが可能である。さらに、子機30をバッテリー駆動とすることにより、近距離無線、例えば、特定小電力無線(特定小電力無線局用の通信)、ZigBee(登録商標)、BLE通信(BLE:Bluetooth(登録商標) Low Energy)などで親機20と通信可能な範囲であれば、自由に測定個所を選択することが可能となり、フレキシブルな環境測定システム10を簡易に構築できる。
In addition, the
この環境測定システム10を用いて、構築するための装置(親機、子機などの端末を含む)を顧客に、販売または貸し出して、サーバー7とアクセスするためのID、パスワードを顧客に割り当てることで、サーバー7のデータを有償で特定期間、環境測定システム10の単位で閲覧できるサービスを提供してもよい。また、この環境測定システム10は、コンテナ、列車、バス、飛行機などの移動体に搭載されていてもよく、移動体の内外の状態の変化を随時監視するサービスを提供してもよい。
Using this
10 環境測定システム、 20 親機端末、 30 子機端末、 39 センサー 10 environment measurement system, 20 master terminal, 30 slave terminal, 39 sensor
Claims (5)
前記親機端末と無線で接続される子機端末であって、複数種類のセンサーのいずれかを選択して内蔵または接続可能であり、内蔵または接続されたセンサーからの信号を前記複数種類のセンサーのいずれかに対応する測定データに変換して記録し前記親機端末へ転送するセンサーインターフェイス機能を含む子機端末とを有する環境測定システムであって、
前記親機端末は、前記子機端末と無線通信するための第1の通信機能と、前記インターネットにデータを提供するための第2の通信機能と、パソコンなどから前記子機端末とともに前記子機端末との間のネットワーク設定情報を設定する第3の通信機能とを含み、
前記子機端末は前記親機端末と無線通信するための前記第1の通信機能と、前記親機端末とともに前記親機端末との間の前記ネットワーク設定情報を設定する前記第3の通信機能とを含む、環境測定システム。 a parent terminal that supplies measured information via the Internet;
A slave terminal wirelessly connected to the master terminal, wherein one of a plurality of types of sensors can be selected and built in or connected, and a signal from the built-in or connected sensor is transmitted to the plurality of types of sensors. and a slave terminal including a sensor interface function that converts and records measurement data corresponding to any of the above and transfers it to the master terminal ,
The parent terminal has a first communication function for wirelessly communicating with the child terminal, a second communication function for providing data to the Internet, and a communication function from a personal computer or the like to the child terminal together with the child terminal. and a third communication function for setting network setting information with the terminal,
The slave terminal has the first communication function for wirelessly communicating with the master terminal, and the third communication function for setting the network setting information between the master terminal and the master terminal. environmental measurement system, including
前記第1の通信機能は、特定小電力無線またはZigBeeを用いた通信機能を含み、
前記第2の通信機能は、モバイル通信機能または無線LAN通信機能を含み、
前記第3の通信機能は、BLE通信機能を含む、環境測定システム。 In claim 1,
The first communication function includes a communication function using specified low-power radio or ZigBee,
The second communication function includes a mobile communication function or a wireless LAN communication function,
The environment measurement system , wherein the third communication function includes a BLE communication function .
前記複数種類のセンサーは、騒音、振動、粉塵、温度、湿度、地下水位、酸素濃度、二酸化炭素濃度、有害ガス濃度の少なくともいずれかを測定するセンサーを含む、環境測定システム。 In claim 1 or 2,
The environment measurement system, wherein the plurality of types of sensors include sensors that measure at least one of noise, vibration, dust, temperature, humidity, groundwater level, oxygen concentration, carbon dioxide concentration, and harmful gas concentration.
前記センサーインターフェイス機能は、前記内蔵または接続されたセンサーからの信号を、温度、湿度、電圧、4-20mA、パルス、照度、紫外線強度、二酸化炭素濃度の少なくともいずれかを含む前記測定データに変換して記録する機能を含む、環境測定システム。 In any one of claims 1 to 3,
The sensor interface function converts a signal from the built-in or connected sensor into the measurement data including at least one of temperature, humidity, voltage, 4-20 mA, pulse, illuminance, ultraviolet intensity, and carbon dioxide concentration. environmental measurement system, including the ability to record
前記センサーインターフェイス機能は、前記内蔵または接続されたセンサーの信号の時間率を演算して前記測定データに変換して記録する機能を含む、環境測定システム。 In claim 4,
The environment measurement system , wherein the sensor interface function includes a function of calculating the time rate of the signal of the built-in or connected sensor , converting it into the measurement data, and recording the measurement data.
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