JP7323157B2 - 情報処理システム - Google Patents
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Description
また、センサデータ利活用においては異なるシステムで測定されたデータを機械学習や演算などに利用する場合、各システム固有の特性を考慮し、必要に応じてデータをなんらか補正することが必要であり、同一のシステムにより測定されたデータを利用する場合に比較し、データ処理が複雑になる。このため、データ利用の観点からも単一のセンサ装置で対応することが望ましい。
更に、本発明の情報処理システムは、第一の無線通信装置及び前記第二の無線通信装置は、各々を一意に識別する装置IDを有し、計測データサーバは、装置IDを格納する装置IDフィールドと、付帯物IDを格納する付帯物IDフィールドとを有する装置マスタと、付帯物IDフィールドと、付帯物IDに紐付くデータ処理関数を特定する処理IDが格納される処理IDフィールドとを有する付帯物マスタと、装置IDフィールドと、無線通信装置が計測データを計測した日時が格納されるログ日時フィールドと、計測データが格納されるデータ群フィールドを有するログテーブルと、を有する。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図1は、本発明の第一の実施形態の例である、情報処理システム101の全体構成を説明する概略図である。
図1において、第一の無線通信装置である無線通信装置102aは第一付帯物である第一筐体103に収納されている。第一筐体103は、足場パイプとも呼ばれる単管パイプ104に固定されている。単管パイプ104は水位センサ501(図5にて後述)と共に、屋外にある水田503(図5にて後述)の一角に固定される。
また、発電量ないし充電量がある一定以下になると蓄電素子からの電力を利用するモードに切り替わり通信をタイマーによる一定の間隔ないし常時送信を行うなどの設定に応じて通信をする。
さらに別の形態としては内蔵するRTC(RealTime Clock:リアルタイムクロック、図7にて後述)から現在日時情報を受け、所定の時刻になったら、水位・水温センサ501から水田503の水位データ、水温データを計測する。そして無線通信装置102aは、内蔵する温湿度センサモジュール(図7にて後述)が計測した温度データ及び湿度データ、明るさデータ、振動データと共に、水位データ、水温データを計測データサーバ105へ送信する。
上記に加え、内蔵センサ、外部センサ、発電量などを装置で得られるデータの組み合わせによってタイマーや常時動作など、異なる動作を行うことも可能である。
無線通信装置102bは内蔵するRTCから現在日時情報を受け、所定の時刻になったら、内蔵する温湿度センサモジュールが計測した温度データ及び湿度データを計測データサーバ105へ送信する。
なお、無線通信装置102aと無線通信装置102bとを区別しない場合には、無線通信装置102と称する。
また、計測データサーバ105はユーザが操作する図示しない端末装置から送信されるアクセス要求を受けて、ログテーブルに記録された温度データ及び湿度データに対し、所定の演算処理を施して、ユーザの端末装置に加工したデータを送信する。
図1に示すように、無線通信装置102aが収納される第一筐体103と無線通信装置102bが収納される第二筐体108は、それぞれ異なる付帯物ID401(図4の第一付帯物ID401a、図6の第二付帯物ID401b参照)を有している。そして、計測データサーバ105において装置ID805と付帯物ID401は紐付けられる。装置ID805と付帯物ID401が紐付けられることにより、計測データサーバ105はユーザが操作する端末装置に対して、異なる付帯物毎に異なる処理結果を端末装置へ送信することができる。
図2は、無線通信装置102の外観斜視図であり、図3は無線通信装置102の6面図である。
図2及び図3に示すように、無線通信装置102は円柱形状の筐体構造を有する。筐体201の一方の表面には太陽電池202が装着されている。また、筐体201の横にはMicroUSBコネクタ203が設けられている。更に、筐体201の横には固定部材204が設けられている。また、固定部材204の一端には円弧形状のアンテナ205が設けられている。
図4Aは第一筐体103の正面図、図4Bは第一筐体103を裏面図、図4Cは第一筐体103の内部を示す概略図である。
第一筐体103は、図5で説明するように、水田503の側、すなわち屋外に設置する目的で製作された筐体である。このため、第一筐体103は直射日光及び風雨に対する耐性を有するエンジニアリングプラスチック等で形成され、第一筐体103の内側には無線通信装置102を風雨から保護するパッキン(図示せず)等が設けられている。
図4A、図4B及び図4Cに示すように、第一筐体103には、その下部分に無線通信装置102が収納される穴103aが設けられている。
そして、図4Cに示すように、第一筐体103の裏側には、周知のQRコード(登録商標、以下「二次元コード」)でエンコードされた第一付帯物ID401aが印刷されている。
なお、これ以降、図6にて後述する第二付帯物ID401bと区別しない場合には、付帯物ID401と称する。
また、第一筐体103に付帯物ID401を付する方法は、二次元コードに限られない。
バーコードないし、2次元コードないし、構造体表面や内部に形成される3次元コードないし、文字列ないし、筐体外観画像・赤外などの透過画像の特徴量、色調、RFIDやその派生であるNFC(Near Field Communication)、また第二実施形態にて後述する認証チップを用いてもよい。
もちろん、上述の付帯物ID401に関する実施態様のバリエーションは、第二筐体108においても同様である。
図5は、第一筐体103に装着された無線通信装置の使用状態を示す概略図である。
水位センサ501は水稲502が栽培されている水田503の地面504の中に差し込まれている。また、水位センサ501は無線通信装置102aとケーブル506で接続されている。無線通信装置102aは、単管パイプ104に固定されており、所定の時刻になったら、水位センサ501で計測した水位データ、そして内蔵する(明るさに関する情報、振動に関する情報、)温湿度センサモジュールにて計測した温度データ及び湿度データを、計測データサーバ105へ送信する。
また、長尺基板508表面の電極509以外の箇所は、プリントパターンの保護と絶縁のために、周知のソルダレジスト膜で覆われている。
電極509は、長手方向に1cmの長さを有する。この電極509は、長尺基板508の長手方向に、千鳥状に交互に配置されている。このため、この水位センサ501の分解能は物理的に1cmに制約される。
図6Aは第二筐体108を寝かせた状態の斜視図、図6Bは第二筐体108をヒンジで屈曲させて寝かせた状態の斜視図である。
図6Cは無線通信装置102bを装着した第二筐体108を立てた状態の前方概略図であり、図6Dは無線通信装置102bを装着した第二筐体108をヒンジで屈曲させて立てた状態の前方概略図である。
また、図6Eは無線通信装置102bを装着した第二筐体108を立てた状態の後方概略図であり、図6Fは無線通信装置102bを装着した第二筐体108をヒンジで屈曲させて立てた状態の後方概略図である。
第二筐体108は、無線通信装置102bを美術館等の屋内施設に設置する用途で製作した筐体である。このため、第二筐体108は第一筐体103とは異なり、防水等の環境ストレスから無線通信装置102bを保護する必要がないので、簡素な構造である。その代わり、屋内の照明が発する弱い光を効率的に太陽電池202が受光するために、ヒンジ603が設けられている。土台601には第一筐体103の内部と同様に二次元コードでエンコードされた第二付帯物ID401bが印刷されている。
図1にて説明した第一の無線通信装置である無線通信装置102a及び第二の無線通信装置である無線通信装置102bは、以下に説明する二種類のハードウェア構成を採り得る。以下、説明の便宜上、これら異なるハードウェア構成について、第一のハードウェア装置721aと第二のハードウェア装置721bとして説明する。
つまり、第一の無線通信装置102a及び第二の無線通信装置102bは、いずれも第一のハードウェア装置721aと第二のハードウェア装置721bの構成を採り得る。
マイコンよりなる第一のハードウェア装置721aは、バス701に接続されたCPU702、ROM703、RAM704、他の無線通信装置と双方向通信を行うための近距離無線インターフェース705(図7中は「近距離無線I/F」と略記)、計測データサーバ105と通信するための携帯電話等の移動体通信網インターフェース706(図7中は「移動体通信網I/F」、水位センサ501等から出力される電圧信号をデジタルデータに変換するA/D変換器707(図7中は「A/D」と略記)、RTC708、そしてバッファ709を介する出力ポート710を備える。また、温湿度センサモジュール711が、I2C(Inter-Integrated Circuit,I-squared-C)等のシリアルバス712を通じてバス701に接続されている。
近距離無線インターフェース705は、例えば、BlueTooth(登録商標)等である。
第一のハードウェア装置721a及び第二のハードウェア装置721bは、ROM703に格納されているプログラムで動作する。すなわち、第一のハードウェア装置721aと第二のハードウェア装置721bは、通常時は図示しないマイコン用のシステムクロックを低い周波数で駆動して、近距離無線インターフェース705を数秒間隔で間欠的に駆動する。
第二のハードウェア装置721bは、他の無線通信装置102aまたは102bから電波の入来を検出したら、システムクロックを高い周波数に設定し、当該他の無線通信装置102aまたは102bと所定の双方向通信のためのハンドシェイクシーケンスを行う。
第一のハードウェア装置721aは、計測データの取得し、更に1以上の無線通信装置102aまたは102bからデジタルデータの受信に成功すると、出力ポート710を通じてセンサ電源スイッチ714をオフ制御し、自機が測定した計測データと他の無線通信装置102aまたは102bから受信した計測データを計測データサーバ105へ送信(アップロード)する。
最後に、無線通信装置102aまたは102bは、システムクロックの周波数を低い周波数に設定し直して、一連の処理を終了する。
図8は、無線通信装置102aまたは102bのソフトウェア機能を示すブロック図である。
温湿度センサモジュール711は、内部に温度センサ801と湿度センサ802とA/D変換器803を内蔵する。
温湿度センサモジュール711が出力する温度データ及び湿度データは、入出力制御部804に入力される。
また、無線通信装置102に水位センサ501が接続されている場合は、水位センサ501が出力するアナログ電圧信号はA/D変換器707によってデジタルの水位データに変換され、入出力制御部804に入力される。
図9は、計測データサーバ105のハードウェア構成を示すブロック図である。
計測データサーバ105は、バス901に接続された、CPU902、ROM903、RAM904、不揮発性ストレージ905、NIC(network interface card)906を備える。
不揮発性ストレージ905には、サーバを計測データサーバ105として機能させるためのプログラムと、後述する各種テーブルが格納されている。
なお、計測データサーバ105はパソコンを流用することが可能である。その場合、表示部907と操作部908を有することがある。ここでは、表示部907と操作部908は計測データサーバ105に不可欠なものではないので、点線で示している。
図10は、計測データサーバ105のソフトウェア機能を示すブロック図である。
入出力制御部1001は、無線通信装置102から送信される計測データを受信すると、記録処理部1002を通じてログテーブル1003に計測データを記録する。
また、入出力制御部1001は、ユーザが操作する端末装置からアクセス要求を受信すると、検索処理部1004を通じて、ユーザマスタ1005、装置マスタ1006、付帯物マスタ1007、そしてログテーブル1003を参照する。そして、ユーザに紐付いている無線通信装置102のデータに対し、無線通信装置102に紐付いている付帯物に関係する関数による演算処理を施した後、端末装置へ送信する。
図11は、計測データサーバ105に配置されている各種テーブルのフィールド構成を示す表である。
ユーザマスタ1005は、ユーザIDフィールドと、パスワードフィールドと、ユーザ情報フィールドを有する。
ユーザIDフィールドには、ユーザを一意に識別するユーザIDが格納される。
パスワードフィールドには、ユーザの正当性を担保する為の認証情報であるパスワードのハッシュ値が格納される。
ユーザ情報フィールドには、ユーザの氏名、居所、連絡先等の諸情報が格納される。
ユーザIDフィールドは、ユーザマスタ1005の同名フィールドと同じである。
装置IDフィールドには、無線通信装置102を一意に識別する装置ID805が格納される。図8に示す装置ID805である。
付帯物IDフィールドには、付帯物の種別や、特定の種別の付帯物に関しては当該種別の付帯物を一意に識別する付帯物ID401が格納される。付帯物ID401については次に説明する付帯物マスタ1007で詳述する。
設置座標情報フィールドには、無線通信装置102が設置される場所の緯度経度が格納される。すなわち、設置座標情報フィールドには、無線通信装置102の設置作業の際、スマートフォン等に内蔵されているGPS(global positioning system)から得られる緯度経度情報が格納される。
付帯物ID範囲フィールドには、付帯物ID401に含まれる数値の範囲が格納される。例えば、ある種類の付帯物に付される付帯物ID401の範囲が「abc1234500001」から「abc1234599999」迄であれば、最小値である「abc1234500001」と最大値である「abc1234599999」が格納される。また、ある種類の付帯物に付される付帯物ID401が共通の付帯物ID401である場合には、その付帯物ID401そのものが付帯物ID範囲フィールドに格納される。
処理IDフィールドには、付帯物ID範囲フィールドに記載される付帯物IDの範囲に属する付帯物に装着された無線通信装置102のデータを処理する、第一関数処理部1008a、第二関数処理部1008b…第n関数処理部1008nのうちの一つの関数を特定する処理IDが格納される。
なお、処理IDフィールドには、処理IDに代えて、プログラムの実行ファイルのファイル名そのものを格納してもよい。
装置IDフィールドは、装置マスタ1006の同名フィールドと同じである。
ログ日時フィールドには、無線通信装置102がデータを収集した日時が格納される。
データ群フィールドには、無線通信装置102が計測した各種データが格納される。最低限、温度データと湿度データが格納されるので、データ群フィールドは複数の項目を有する。
図12Aは、無線通信装置102を所定の場所に設置する第一の手順を示す概略図である。図12Bは、無線通信装置102を所定の場所に設置する第二の手順を示す概略図である。図12Cは、無線通信装置102を所定の場所に設置する第三の手順を示す概略図である。
計測データサーバ105は、無線端末装置1201から受信した装置ID805、付帯物ID401、ユーザID、緯度経度情報を、装置マスタ1006に追記録する。
図13は、計測データサーバ105が無線端末装置1201の要求に対し、所定の演算処理を施したデータを送信する手順を示すタイミングチャートである。
先ず、無線端末装置1201は所定のアプリケーションプログラムを実行すると、計測データサーバ105に対して所定の手順にてユーザ認証を行う(S1301)。この時、無線端末装置1201から計測データサーバ105へユーザIDが送信されており(S1302)、計測データサーバ105は無線端末装置1201のユーザIDを把握している。
これ以降、タッチパネルディスプレイに表示している地図の緯度経度や縮尺を変更する度に、ステップS1303からステップS1309までの処理を繰り返す。
そして、検索処理部1004は、ステップS1305において装置マスタ1006をユーザIDで絞り込み検索することで、装置ID805のリストを取得する。
更に、ステップS1307におけるログテーブル1003の検索処理において、直近から所定の期間の気温データ及び湿度データを取得して、無線端末装置1201に送信する。無線端末装置1201のアプリケーションプログラムは、ユーザIDに属する無線通信装置102のリストを表示し、選択された無線通信装置102における温度及び湿度の変動をグラフに表示する。
第一の実施形態で説明した第一筐体103及び第二筐体108は、何れも電子回路素子を持たず、付帯物ID401を二次元コードにて実現していた。つまり、第一筐体103及び第二筐体108は無線通信装置102a及び102bのカバーや支持台として機能し、無線通信装置102a及び102bと付帯物ID401以外の電気信号の送信及び/または受信を行う機能はない。すなわち、第一の実施形態にて説明した付帯物ID401は、受動的(passive)である。
無線通信装置102cのハードウェア構成は、図7Bに示した無線通信装置102a及び102bのハードウェア装置Bと殆ど同一であるので、無線通信装置102a及び102bのハードウェア装置Bと同一の機能ブロックには同一の符号を付して説明を省略する。無線通信装置102cの、図7Bに示した無線通信装置102a及び102bのハードウェア装置Bとの相違点は、以下の通りである。
(a)太陽電池202の接地ノードがコネクタ1403aを通じて付属装置1401の接地ノードと接続されている。
(b)太陽電池202の電源電圧ノードがセンサ電源スイッチ714とコネクタ1403bを通じて付属装置1401の電源電圧ノードと接続されている。
(c)I2C等のシリアルバス712がコネクタ1403cを通じて付属装置1401のシリアルバス1404と接続されている。
(d)移動体通信網インターフェース706のアンテナ端子がアンテナスイッチ1405とコネクタ1403dを通じて付属装置1401のアンテナ1406と接続されている。
(e)アンテナスイッチ1405は、バッファ1407を介する出力ポート1408の論理信号でオンオフ制御される。
付属装置1401のシリアルバス712には、付属装置認証チップ1409と外部センサ1410が接続されている。
外部センサ1410は、無線通信装置102cの温湿度センサモジュール711と同様、内部にマイコンを内蔵し、コマンドの指示に従って所定の計測データを返信する。
図15は、本発明の第二の実施形態に係る、付属装置1401が接続された無線通信装置102cのソフトウェア機能を示すブロック図である。
無線通信装置102cのソフトウェア機能は、図8に示した無線通信装置102a及び102bのソフトウェア機能と殆ど同一である。図8に示した無線通信装置102a及び102bのソフトウェア機能との相違点は、以下の通りである。
(e)入出力制御部1501の内部には、付属装置1401の付属装置認証チップ1409と双方向通信を行い、付属装置1401の正当性を確認する認証処理部1502が含まれている。
(f)入出力制御部1501は、認証処理部1502が付属装置1401の正当性を確認したら、アンテナスイッチ1405をオン制御して移動体通信網インターフェース706と付属装置1401のアンテナ1406を接続する。そして、所定のデータを計測データサーバ105へ送信する。
設置環境に応じた付帯物を無線通信装置102に装着する。付帯物は付帯物ID401を有する。
無線通信装置102を所定の場所に設置する際、無線通信装置102の装置ID805と付帯物の付帯物ID401を、計測データサーバ105の装置マスタ1006に登録する。無線通信装置102の装置ID805が付帯物の付帯物ID401と紐付くことで、計測データサーバ105は端末装置の要求に対し、付帯物の種別に応じたデータ処理を提供することができる。
Claims (1)
- 複数の無線通信装置から計測データを受信し、無線端末装置の要求に応じて前記計測データに所定の演算処理を施して前記無線端末装置に送信する計測データサーバと、
所定の事象を計測し、無線通信によって計測データを前記計測データサーバに送信する第一の無線通信装置と、
前記第一の無線通信装置が装着され、付帯物の種別を識別する付帯物IDである第一付帯物IDを有する第一付帯物と、
前記第一の無線通信装置と同一の機能を有する第二の無線通信装置と、
前記第二の無線通信装置が装着され、前記第一付帯物IDと異なる付帯物IDである第二付帯物IDを有する第二付帯物と、を備え、
前記第一の無線通信装置及び前記第二の無線通信装置は、各々を一意に識別する装置IDを有し、
前記計測データサーバは、
前記装置IDを格納する装置IDフィールドと、前記付帯物IDを格納する付帯物IDフィールドとを有する装置マスタと、
前記付帯物IDフィールドと、前記付帯物IDに紐付くデータ処理関数を特定する処理IDが格納される処理IDフィールドとを有する付帯物マスタと、
前記装置IDフィールドと、前記無線通信装置が前記計測データを計測した日時が格納されるログ日時フィールドと、計測データが格納されるデータ群フィールドとを有するログテーブルと、を有する
情報処理システム。
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