JP7323157B2 - 情報処理システム - Google Patents

Description

本発明は、センサの計測データをサーバに送信する、情報処理システムに関する。

近年、情報処理装置の高性能化及び低価格化を様々な産業に対して最大限に活用する、ＩｏＴ（Internet Of Things）と呼ばれる装置やシステムが多く提案され、広く普及している。例えば農業における水田の水位の計測や、美術館における温度・湿度の計測等においても、ＩｏＴの導入が試みられている。

発明者らは、様々な環境に設置して継続的に運用が可能なセンサ装置と、センサ装置からデータを吸い上げるサーバよりなる情報処理システムの開発を行っている。

特許文献１には、測定スパンが数１０ｍ以上のダム水位、深井戸の水位を安価な方法で測定することが可能な、抵抗変化式液面レベル計の技術内容が開示されている。

特開２０１１－１４１２５５号公報

従来技術におけるセンサ装置は、設置される場所の環境に応じて、装置の設計仕様を変更したり、カスタマイズを行う等で対応している。これでは、環境に応じた複数の設計仕様のセンサ装置を用意しなければならず、センサ装置のコストダウンが困難である。できれば、設置される場所の環境によらず、単一のセンサ装置で対応可能にしたい。
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。

本発明はかかる課題を解決し、低コストにてあらゆる設置環境に対応が可能なセンサ装置とサーバよりなる情報処理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の情報処理システムは、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、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、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、第二の無線通信装置が装着され、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、を備える。
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。

本発明により、低コストにてあらゆる設置環境に対応が可能なセンサ装置とサーバよりなる情報処理システムを提供することができる。
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。

本発明の第一の実施形態の例である、情報処理システムの全体構成を説明する概略図である。 無線通信装置の外観斜視図である。 無線通信装置の６面図である。 第一筐体の正面図と、裏面図と、内部を示す概略図である。 第一筐体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。 第二筐体を寝かせた状態の斜視図と、第二筐体をヒンジで屈曲させて寝かせた状態の斜視図と、無線通信装置を装着した第二筐体を立てた状態の前方概略図と、無線通信装置を装着した第二筐体をヒンジで屈曲させて立てた状態の前方概略図と、無線通信装置を装着した第二筐体を立てた状態の後方概略図と、無線通信装置を装着した第二筐体をヒンジで屈曲させて立てた状態の後方概略図である。 無線通信装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 無線通信装置のソフトウェア機能を示すブロック図である。 計測データサーバのハードウェア構成を示すブロック図である。 計測データサーバのソフトウェア機能を示すブロック図である。 計測データサーバ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。 無線通信装置を所定の場所に設置する第一の手順、第二の手順及び第三の手順を示す概略図である。 計測データサーバが端末装置の要求に対し、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。 本発明の第二の実施形態に係る、付属装置が接続された無線通信装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態に係る、付属装置が接続された無線通信装置のソフトウェア機能を示すブロック図である。

［第一の実施形態：情報処理システム１０１：概略］
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。

無線通信装置１０２ａは発電量が一定以上ある場面では容量が小さいコンデンサなどの蓄電素子からのエネルギーで水位・水温センサ５０１から水田５０３の水位・水温データを計測する。このとき、設定によって内蔵するタイマーにより送信間隔を一定とする設定で一定の送信周期で送信が可能となる。
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１０２ａは携帯電話等の移動体通信網インターフェース７０６（図７にて後述）から基地局１０６へ水位データ、温度データ及び湿度データを送信する。基地局１０６はインターネット１０７を通じて水位データ、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。計測データサーバ１０５は、無線通信装置１０２ａから基地局１０６及びインターネット１０７を通じて受信した水位データ、温度データ及び湿度データを、内部のログテーブル（図１１にて後述）に記録する。

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水位データ、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において、第二の無線通信装置である無線通信装置１０２ｂは第二筐体１０８に収納されている。第二筐体１０８は、例えば、美術館等の図示しない什器等の土台に固定されている。
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。

無線通信装置１０２ｂは携帯電話等の移動体通信網インターフェース７０６から基地局１０６へ温度データ及び湿度データを送信する。基地局１０６はインターネット１０７を通じて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。計測データサーバ１０５は、無線通信装置１０２ｂから基地局１０６及びインターネット１０７を通じて受信した温度データ及び湿度データを、内部のログテーブルに記録する。
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において、第一筐体１０３に設けられる無線通信装置１０２ａと第二筐体１０８に設けられる無線通信装置１０２ｂは、それぞれの筐体は異なるが、無線通信装置としての構造、回路構成及び機能は、全く同じものである。無線通信装置１０２ａと無線通信装置１０２ｂは、それぞれを一意に識別するための装置ＩＤ８０５が内部のＲＯＭ７０３（図７及び図８にて後述）に記憶されている。
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。

［第一の実施形態：無線通信装置：外観］
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。

［第一の実施形態：第一筐体１０３：外観及び内部］
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。

なお、第一筐体１０３の裏側に付帯物ＩＤ４０１を付する方法は、印刷の他、シール等を貼付するか、あるいは直接刻印する等の様々な方法が採用可能である。
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。

［第一の実施形態：第一筐体１０３：使用状態］
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。

そして、最終的に、水位データ、温度データ及び湿度データは、計測データサーバ１０５に蓄積される。計測データサーバ１０５は、無線通信装置１０２の装置ＩＤ８０５及び計測日時と共に、水位データ、温度データ及び湿度データをログテーブルに蓄積する。また、水位センサ５０１と無線通信装置１０２ａを運用する稲作農家であるユーザは、スマートフォン等の端末装置で計測データサーバ１０５にアクセスすることで、自らが管理する水田５０３に設置された無線通信装置１０２ａで計測された水位センサ５０１の水位データを確認することができる。

水位センサ５０１には、フェノール樹脂あるいはエポキシ樹脂等の、周知のプリント基板の材料よりなる長尺基板５０８に、多数の電極５０９が形成されている。各々の電極５０９は長尺基板５０８上に形成されているプリントパターンを通じて、長尺基板５０８の上部にある回路ユニット５１０に接続されている。回路ユニット５１０の最上部には、ＵＳＢコネクタ５１１が設けられている。但し、このＵＳＢコネクタ５１１は、無線通信装置１０２ａから供給される電源と、アナログ信号の送信のためにＵＳＢコネクタを流用しているのであり、本来のデジタルデータを送受信するシリアルインターフェースとしてのＵＳＢコネクタとは異なる。
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。

長尺基板５０８に形成されている電極５０９は、水田５０３の水５１２に接触すると、電気抵抗が低下する。情報処理システム１０１は、電極５０９が水５１２と接触することによる電気抵抗の低下を検出する。
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。

［第一の実施形態：第二筐体１０８：外観］
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を底面で支持する土台６０１と、第二筐体１０８を所定の部材に固定支持する指示棒６０２と、土台６０１と指示棒６０２との間に設けられたヒンジ６０３よりなる。
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。

［第一の実施形態：無線通信装置：ハードウェア構成］
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。

図７Ａは、第一のハードウェア装置７２１ａの構成を示すブロック図である。
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。

温湿度センサモジュール７１１はその内部にマイコンを内蔵する。温湿度センサモジュール７１１の内蔵マイコンは、シリアルバス７１２を通じて無線通信装置からのコマンドを受信すると、受信したコマンドに呼応した動作を行う。すなわち、無線通信装置から温湿度センサモジュール７１１に温度データを要求するコマンドが送信されると、温湿度センサモジュール７１１は内蔵する温度センサによって周囲の温度を計測し、温度データを無線送信装置に返信する。同様に、無線通信装置から温湿度センサモジュール７１１に湿度データを要求するコマンドが送信されると、温湿度センサモジュール７１１は内蔵する湿度センサによって周囲の温度を計測し、湿度データを無線送信装置に返信する。

図７Ｂは、第二のハードウェア装置７２１ｂの構成を示すブロック図である。第二のハードウェア装置７２１ｂは、図７Ａに示す第一のハードウェア装置７２１ａの下位に位置付けられる。この第二のハードウェア装置７２１ｂは、第一のハードウェア装置７２１ａが備える移動体通信網インターフェース７０６を有していない。

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、太陽電池２０２で駆動される。太陽電池２０２には大容量キャパシタＣ７１３が並列接続されている。また、太陽電池２０２の正極ノードとＵＳＢコネクタ５１１との間には、センサ電源スイッチ７１４が接続されている。このセンサ電源スイッチ７１４は、出力ポート７１０の論理信号でオンオフ制御される。

［第一の実施形態：無線通信装置：通信の手順］
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。

そして、第一のハードウェア装置７２１ａは、所定の時刻になったら、システムクロックを高い周波数に設定し、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。

次に、第一のハードウェア装置７２１ａまたは第二のハードウェア装置７２１ｂで構成される無線通信装置１０２ａまたは１０２ｂは、温湿度センサモジュール７１１から温度データ及び湿度データを受信する。また、水位センサ５０１等の外部センサが接続されている無線通信装置１０２ａは、出力ポート７１０を通じてセンサ電源スイッチ７１４をオン制御し、所定の時間経過した後に、Ａ／Ｄ変換器７０７を駆動して、センサが出力する電圧信号をデジタルデータに変換する。こうして無線通信装置１０２ａは、自身に内蔵され、自身に接続されている各種センサから計測データを取得する。

第二のハードウェア装置７２１ｂは、計測データの取得に成功すると、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、計測データを他の無線通信装置１０２ａまたは無線通信装置１０２ｂへ送信する。
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。

［第一の実施形態：無線通信装置：ソフトウェア機能］
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。

入出力制御部８０４は、温度データ、湿度データ、そして水位センサ５０１がある場合は水位データを取得すると、ＲＴＣ７０８から現在日時情報を取得する。そして、ＲＯＭ７０３に記憶されている装置ＩＤ８０５と共に、これらデータを近距離無線インターフェース７０５を通じて他の無線通信装置１０２ａまたは１０２ｂへ送信するか、移動体通信網インターフェース７０６を通じて計測データサーバ１０５へ送信する。

［第一の実施形態：計測データサーバ１０５：ハードウェア構成］
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。

［第一の実施形態：計測データサーバ１０５：ソフトウェア機能］
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。

検索処理部１００４は、第一関数処理部１００８ａ、第二関数処理部１００８ｂ…第ｎ関数処理部１００８ｎにアクセス可能である。そして、検索処理部１００４は、付帯物マスタ１００７を参照して、端末装置からの要求に対し、無線通信装置１０２に紐付いている付帯物に関係する関数を、第一関数処理部１００８ａ、第二関数処理部１００８ｂ…第ｎ関数処理部１００８ｎから選択して、選択した関数に基づいてデータ処理を行う。そして、検索処理部１００４は、選択した関数により処理した処理済みデータを、端末装置へ送信する。

［第一の実施形態：計測データサーバ１０５：テーブル構成］
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。

装置マスタ１００６は、ユーザＩＤフィールドと、装置ＩＤフィールドと、付帯物ＩＤフィールドと、設置座標情報フィールドを有する。
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。

付帯物マスタ１００７は、付帯物ＩＤ範囲フィールドと、付帯物種別フィールドと、処理ＩＤフィールドを有する。
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。

付帯物種別フィールドには、当該付帯物ＩＤ４０１が付帯物を一意に識別する情報であるのか、あるいはある種類の付帯物に共通に付される情報であるのかを示す付帯物種別情報が格納される。
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。

また、処理ＩＤフィールドには、処理ＩＤに代えて、所定のインタプリタ系言語のソースコードそのものを格納してもよい。この場合、図１０における第一関数処理部１００８ａ、第二関数処理部１００８ｂ…第ｎ関数処理部１００８ｎの実体は、付帯物マスタ１００７の処理ＩＤフィールドに格納されていると考えることができる。

ログテーブル１００３は、装置ＩＤフィールドと、ログ日時フィールドと、データ群フィールドを有する。
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。

［第一の実施形態：無線通信装置１０２の設置手順］
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。

先ず、第一の手順として、図１２Ａに示すように、スマートフォンあるいはタブレット等の無線端末装置１２０１から無線通信装置１０２に対し、所定のコマンドを近距離無線インターフェースを通じて送信する。そして、無線端末装置１２０１は、無線通信装置１０２から装置ＩＤ８０５を受信して、無線通信装置１０２の装置ＩＤ８０５を取得する。

次に、第二の手順として、図１２Ｂに示すように、無線端末装置１２０１は、第一筐体１０３あるいは第二筐体１０８に付されている二次元コードでエンコードされた付帯物ＩＤ４０１を無線端末装置１２０１に内蔵されているカメラで撮影してデコードする。そして、無線端末装置１２０１は、無線通信装置１０２の付帯物ＩＤ４０１を取得する。

最後に、第三の手順として、図１２Ｃに示すように、無線端末装置１２０１は、第一の手順で取得した装置ＩＤ８０５、第二の手順で取得した付帯物ＩＤ４０１に加え、ユーザＩＤと、無線端末装置１２０１に内蔵されているＧＰＳから取得できる緯度経度情報をセットにして、計測データサーバ１０５に送信する。
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。

［第一の実施形態：計測データサーバ１０５：端末装置に対するサービス］
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。

次に、ユーザが無線端末装置１２０１のタッチパネルディスプレイを操作すると、無線端末装置１２０１はタッチパネルディスプレイに無線通信装置１０２が設置されている水田５０３とその周辺地域の地図を表示する（Ｓ１３０３）。そして、その地図の表示と同時に、地図の表示されている緯度経度範囲を計測データサーバ１０５に送信する（Ｓ１３０４）。

計測データサーバ１０５の検索処理部１００４は、無線端末装置１２０１から緯度経度範囲を受信すると、装置マスタ１００６を参照する。そして、検索処理部１００４は、ステップＳ１３０２にて取得したユーザＩＤと、ステップＳ１３０４にて取得した緯度経度範囲を用いて、装置マスタ１００６を絞り込み検索する。すると、ユーザＩＤに属し、かつ緯度経度範囲に含まれる無線通信装置１０２のレコードがヒットする。すなわち、計測データサーバ１０５は、ヒットしたレコードの装置ＩＤフィールドから装置ＩＤ８０５を、緯度経度フィールドから緯度経度を取得する（Ｓ１３０５）。

次に、検索処理部１００４は、ステップＳ１３０５にてヒットしたレコードの付帯物ＩＤフィールドから付帯物ＩＤ４０１を取得する。そして、付帯物ＩＤ４０１で付帯物マスタ１００７を検索する。検索処理部１００４は、検索にヒットしたレコードの処理ＩＤフィールドから処理ＩＤを取得して、無線通信装置１０２のデータを処理するための関数を特定する（Ｓ１３０６）。

次に、検索処理部１００４はログテーブル１００３をステップＳ１３０５の時点で取得した装置ＩＤ８０５で検索し、ヒットしたレコードのデータ群フィールドから必要なデータを取得する。そして、検索処理部１００４は、ステップＳ１３０６にて取得した処理ＩＤに紐付く関数に、データ群フィールドから取得したデータを与えて、所定の演算処理を実行する。そして検索処理部１００４は、演算処理の結果得られた加工データを、ステップＳ１３０５にて取得した緯度経度と共に端末装置へ送信する（Ｓ１３０７）。

無線端末装置１２０１は、計測データサーバ１０５から無線通信装置１０２の緯度経度と加工データを受信すると（Ｓ１３０８）、タッチパネルディスプレイに表示している地図上の該当箇所にマーカを表示し、当該マーカに加工データを埋め込む（Ｓ１３０９）。
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。

一般に、ログファイルやログテーブル１００３には、計測データをなるべく無加工で記録することが多い。一方、本発明の実施形態に係る無線通信装置１０２は、様々な態様のセンサが接続されることを想定している。このため、それらセンサの種別に応じて、データに対する演算処理を変更する必要がある。

例えば、水位センサ５０１であれば、電圧データから所定の演算を経て水位データに変換する。例えば、気圧センサであれば、電圧データからオフセット値や乗算値等を伴う演算を経て気圧データに変換する、等である。

また例えば、第二筐体１０８に装着された無線通信装置１０２の場合、無線端末装置１２０１のアプリケーションプログラムでは、地図を表示する機能は不要となる。したがって、ステップＳ１３０１においてユーザ認証を行い、ステップＳ１３０２にてユーザＩＤが計測データサーバ１０５に引き渡されたら、ステップＳ１３０３、Ｓ１３０４は不要である。
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。

このように計測データサーバ１０５は、共通の無線通信装置１０２の運用形態に応じて、適切なデータ加工処理を使い分ける。そして、データ加工処理の切り替えは、無線通信装置１０２に紐付いている付帯物に付されている付帯物ＩＤ４０１に関係する関数によって行う。

［第二の実施形態：無線通信装置１０２ｃ及び付属装置１４０１：ハードウェア構成］
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。

これらに対し、第二の実施形態で説明する無線通信装置１０２ｃでは、付帯物にセンサやアンテナ、またそれらの周辺回路を実装している。すなわち、付帯物に無線通信装置１０２と電気信号の送信及び／または受信を行う機能を設ける。これ以降、第一の実施形態にて説明した受動的な付帯物とは異なり、この第二の実施形態で説明する、無線通信装置１０２ｃは、能動的（active）な信号の送信及び／または受信を行う付帯物を付属装置１４０１と称する。

付属装置１４０１と接続した無線通信装置１０３ｃを運用する際、悪意ある第三者が偽の付属装置を無線通信装置１０２ｃに装着するクラッキング行為を防ぐため、付属装置１４０１の正当性を担保するための付属装置認証チップ１４０９を装備することが好ましい。

図１４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のハードウェア構成を示すブロック図である。
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には、無線通信装置１０２ｃの移動体通信網インターフェース７０６の電波受信感度を増強する目的で、大型のアンテナ１４０６が組み込まれている。
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。

［第二の実施形態：無線通信装置１０２ｃ及び付属装置１４０１：ソフトウェア機能］
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。

付属装置認証チップ１４０９には付帯物ＩＤ４０１がデータとして書き込まれており、無線通信装置１４０２を計測データサーバ１０５に登録する時は、図１２にて説明した第一の実施形態と同様の手順を実施する。

本発明の実施形態においては、情報処理システム１０１を開示した。
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。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。

１０１…情報処理システム、１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ…無線通信装置、１０３…第一筐体、１０３ａ…穴、１０４…単管パイプ、１０５…計測データサーバ、１０６…基地局、１０７…インターネット、１０８…第二筐体、２０１…筐体、２０２…太陽電池、２０３…ＭｉｃｒｏＵＳＢコネクタ、２０４…固定部材、２０５…アンテナ、４０１…付帯物ＩＤ、４０１ａ…第一付帯物ＩＤ、４０１ｂ…第二付帯物ＩＤ、５０１…水位センサ、５０２…水稲、５０３…水田、５０４…地面、５０６…ケーブル、５０８…長尺基板、５０９…電極、５１０…回路ユニット、５１１…ＵＳＢコネクタ、５１２…水、６０１…土台、６０２…指示棒、６０３…ヒンジ、７０１…バス、７０２…ＣＰＵ、７０３…ＲＯＭ、７０４…ＲＡＭ、７０５…近距離無線インターフェース、７０６…移動体通信網インターフェース、７０７…Ａ／Ｄ変換器、７０８…ＲＴＣ、７０９…バッファ、７１０…出力ポート、７１１…温湿度センサモジュール、７１２…シリアルバス、Ｃ７１３…大容量キャパシタ、７１４…センサ電源スイッチ、７２１ａ…第一のハードウェア装置、７２１ｂ…第二のハードウェア装置、８０１…温度センサ、８０２…湿度センサ、８０３…Ａ／Ｄ変換器、８０４…入出力制御部、８０５…装置ＩＤ、９０１…バス、９０２…ＣＰＵ、９０３…ＲＯＭ、９０４…ＲＡＭ、９０５…不揮発性ストレージ、９０６…ＮＩＣ、９０７…表示部、９０８…操作部、１００１…入出力制御部、１００２…記録処理部、１００３…ログテーブル、１００４…検索処理部、１００５…ユーザマスタ、１００６…装置マスタ、１００７…付帯物マスタ、１００８ａ…第一関数処理部、１００８ｂ…第二関数処理部、１００８ｎ…第ｎ関数処理部、１２０１…無線端末装置、１４０１…付属装置、１４０３ａ、１４０３ｂ、１４０３ｃ、１４０３ｄ…コネクタ、１４０４…シリアルバス、１４０５…アンテナスイッチ、１４０６…アンテナ、１４０７…バッファ、１４０８…出力ポート、１４０９…付属装置認証チップ、１４１０…外部センサ、１５０１…入出力制御部、１５０２…認証処理部

Claims (1)

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。

Images