JP7415116B2 - 気流計測システム、通信モジュール - Google Patents

Description

本発明は、気流計測システム、通信モジュールに関する。

従来から、空気等の流体の流向や流速を測定するセンサ素子を搭載した流向流速測定装置が知られている。このような流向流速測定装置は、センサ素子が実装された基板を保持する筐体と、外周部が複数の支柱により筐体に固定された流路板とを有するものが知られている。また、従来では、データセンタ内の気流を計測する気流計測装置が知られている。

特開２０１８－５４５２８号公報 特許第６４９４８１１号公報

上述した従来の技術では、気流の計測を行う度に、計測者が気流計測装置を適当な場所に移動させてセットする必要があり、煩雑である。

開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容易に気流を計測することを目的としている。

開示の技術は、複数の通信モジュール（２００）と、情報処理装置（４００）とを含む気流計測システム（１００）であって、前記通信モジュールは、通信端末とメッシュネットワークを介して通信し、気流解析対象である空間の任意の位置に設置され、気流センサ（２１０）と、電力源であるバッテリと、前記気流センサから出力されるデータを取得し、前記データを無線通信によって外部へ送信する通信部（２２２）と、を含む本体部（２２０）と、を有し、前記情報処理装置は、前記複数の通信モジュールの前記気流センサから出力される前記データを収集するデータ収集部（４１０）と、前記データに含まれる、前記気流センサが検出した風向と風速と、自機を特定するための識別情報と、前記複数の通信モジュールが設置された位置を示す情報とに基づき、空間の気流の状態を予測する気流予測部と、前記予測した結果を出力する出力部（４５０）と、を有し、前記出力部は、前記複数の通信モジュールのうちの各通信モジュールから取得された前記データを含む第一の画面と、前記複数の通信モジュールから収集したデータを含む第二の画面と、を端末装置に表示させる。

容易に気流を計測することができる。

第一の実施形態の気流計測システムのシステム構成について説明する図である。 気流計測システムの利用シーンを説明する第一の図である。 通信モジュールについて説明する図である。 気流センサについて説明する図である。 本体部について説明する図である。 第一の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。 第一の実施形態の情報処理装置の機能を説明する図である。 第一の実施形態の情報処理装置の動作を示すフローチャートである。 第一の実施形態の処理結果の出力例を示す図である。 第一の実施形態の通信モジュールから収集されたデータの出力例を示す第一の図である。 第一の実施形態の通信モジュールから収集されたデータの出力例を示す第二の図である。 第二の実施形態の気流計測システムのシステム構成について説明する図である。 第三の実施形態の情報処理装置の機能を説明する図である。 第四の実施形態の気流計測システムのシステム構成を説明する図である。 第四の実施形態の情報処理装置の機能を説明する図である。 通信モジュールの配置を説明する図である。 気流計測システムの利用シーンを説明する第二の図である。 気流計測システムの利用シーンを説明する第三の図である。 気流計測システムの利用シーンを説明する第四の図である。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の気流計測システムのシステム構成について説明する図である。

本実施形態の気流計測システム１００は、通信モジュール群２００Ｇと、通信端末３００と、情報処理装置４００と、を含む。

通信モジュール群２００Ｇは、複数の通信モジュール２００－１、２００－２、・・・、２００－５を含む。尚、複数の通信モジュール２００－１、２００－２、・・・、２００－５のそれぞれを区別しない場合には、通信モジュール２００と呼ぶ。

また、図１では、通信モジュール群２００Ｇは、５つの通信モジュール２００－１、２００－２、・・・、２００－５を含むものとしたが、通信モジュール群２００Ｇに含まれる通信モジュール２００の数は、図１に示す５つに限定されない。通信モジュール群２００Ｇに含まれる通信モジュール２００の数は限定されない。

本実施形態の通信モジュール２００は、風向又は風速を検出するための気流センサと、気流センサによって検出されたデータを通信端末３００へ送信する無線通信機能と、を有する。通信モジュール２００の詳細は、後述する。

通信端末３００は、通信モジュール２００と情報処理装置４００との間の通信を中継するアクセスポイントとなる。

情報処理装置４００は、通信端末３００を介して、通信モジュール群２００Ｇからデータを収集する。また、情報処理装置４００は、収集したデータを解析し、通信モジュール群２００Ｇが設置された空間の空気の流れを解析する。

また、情報処理装置４００は、ネットワーク等を介して端末装置５００と通信を行い、端末装置５００へ解析結果を出力する。

また、図１の例では、通信端末３００と情報処理装置４００とを別々に設けるものとしたが、これに限定されない。通信端末３００と情報処理装置４００とは、１つの装置に含まれても良い。言い換えれば、通信端末３００は、情報処理装置４００に含まれて良い。

次に、図２を参照して、本実施形態の気流計測システム１００の利用シーンについて説明する。図２は、気流計測システムの利用シーンを説明する第一の図である。

図２は、例えば、半導体集積回路の製造工場等に設けられたクリーンルーム２の上面図である。図２の例では、クリーンルーム２内に複数の通信モジュール２００が配置されている。通信モジュール２００は、任意の場所に設置可能であり、例えば、クリーンルーム２の管理者等によって、設置場所が決められても良い。

本実施形態の各通信モジュール２００と、通信端末３００とは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを用いたメッシュネットワークを介して通信を行う。したがって、各通信モジュール２００のそれぞれは、情報の受信元と送信先が決まっている。

例えば、通信モジュール２００－１は、情報の受信元である通信端末３００から、通信モジュール２００－３の気流センサ２１０が検出したデータの送信要求を受信すると、この送信要求を、情報の送信先である通信モジュール２００－２へ送信する。

通信モジュール２００－２は、情報の受信元である通信モジュール２００－１から、通信モジュール２００－３の気流センサ２１０が検出したデータの送信要求を受信すると、この送信要求を、情報の送信先である通信モジュール２００－３へ送信する。

通信モジュール２００－３は、情報の受信元である通信モジュール２００－１から、気流センサ２１０が検出したデータの送信要求を受信すると、通信モジュール２００－３の気流センサ２１０が検出したデータを通信モジュール２００－２へ返す。通信モジュール２００－２は、このデータを通信モジュール２００－１へ返し、通信モジュール２００－１は、このデータを通信端末３００へ返す。

本実施形態では、このような通信を繰り返し、通信モジュール群２００Ｇに含まれる各通信モジュール２００において、気流センサ２１０によって検出されたデータを収集する。

また、本実施形態の気流計測システム１００は、例えば、機械製造工場内の気流の管理や、植物を生育する植物工場内の気流の管理等に適用されても良い。

本実施形態によれば、空間における任意の箇所に通信モジュール２００を設置することで、多点の気流の変化をモニタリングすることができる。また、本実施形態では、メッシュネットワークを用いるため、アクセスポイントを複数設ける必要がなく、遮蔽物等が存在する大規模な工場等であっても１つのシステムで多点の気流を計測することができる。このため、本実施形態によれば、気流計測システム１００を低コストで簡単に導入することができる。

次に、図３乃至図５を参照して、本実施形態の通信モジュール２００について説明する。図３は、通信モジュールについて説明する図であり、図４は、気流センサについて説明する図であり、図５は、本体部について説明する図である。

本実施形態の通信モジュール２００は、気流センサ２１０と、本体部２２０とを有する。

気流センサ２１０は、流路形成部２１１と、筐体２１２とを有する流向流速測定装置である。気流センサ２１０において、流路形成部２１１と筐体２１２とが固着されている。

筐体２１２は、ほぼ円筒状の外枠２１４と、開口部が形成された環状の基板固定部２１３と、ほぼ円盤状の底蓋２１５とを有する。基板固定部２１３は、外枠２１４の上端部から内側に延在している。例えば、外枠２１４と基板固定部２１３とは、一体成形されている。また、筐体２１２の内部には、基板固定部２１３によって固定された基板が収納されており、基板には、空気等の流体の流向及び流速を検出するセンサ素子が実装されている。

底蓋２１５は、外枠２１４の下端部に接続されている。底蓋２１５には、外部接続端子２１６が挿通される複数の貫通孔が形成されている。

気流センサ２１０は、外部接続端子２１６が本体部２２０に差し込まれることで、本体部２２０と導通する。

本実施形態の本体部２２０は、演算処理装置２２１、通信装置２２２、温湿度センサ２２３、気圧センサ２２４、照度センサ２２５、ＵＶ（ultraviolet）センサ２２６、加速度センサ２２７、バッテリ２２８を有する。

演算処理装置２２１は、気流センサ２１０とシリアルバスで接続されており、気流センサ２１０から出力されるデータを取得する。通信装置２２２は、データの受信元及びデータの送信先との通信を行う。

温湿度センサ２２３は、通信モジュール２００が設置された空間の温度と湿度を検出する。温度と湿度は、通信モジュール２００が設置された空間の温度管理と湿度管理に用いられても良い。

気圧センサ２２４は、通信モジュール２００が設置された空間の気圧を検出する。気圧
は、例えば、気圧が影響する湿度の補正等に用いられても良い。

照度センサ２２５は、通信モジュール２００が設置された空間の照度を検出する。ＵＶ（ultraviolet；紫外線）センサ２２６は、通信モジュール２００が設置された空間の紫外線の強度を検出する。

加速度センサ２２７は、通信モジュール２００の加速度を検出する。本実施形態では、例えば、加速度センサ２２７によって検出された値によって、通信モジュール２００が設置された場所から落下したことを検出したりできる。バッテリ２２８は、通信モジュール２００を駆動させるための電力を供給する電力源である。

尚、本実施形態の本体部２２０は、温湿度センサ２２３、気圧センサ２２４、照度センサ２２５、ＵＶセンサ２２６、加速度センサ２２７を有するものとしたが、これに限定されない。本体部２２０は、演算処理装置２２１と通信装置２２２とバッテリ２２８を有していれば良く、気流センサ２１０以外のセンサは有していなくても良い。また、本実施形態の本体部２２０は、温湿度センサ２２３、気圧センサ２２４、照度センサ２２５、ＵＶセンサ２２６、加速度センサ２２７のうち、いずれか１つ又は複数を有していても良い。

次に、図６を参照して、本実施形態の情報処理装置４００のハードウェア構成について説明する。図６は、第一の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。

本実施形態の情報処理装置４００は、それぞれバスＢで相互に接続されている入力装置４１、出力装置４２、ドライブ装置４３、補助記憶装置４４、メモリ装置４５、演算処理装置４６及びインターフェース装置４７を含むコンピュータである。

入力装置４１は、各種の情報の入力を行うための装置であり、例えばキーボードやポインティングデバイス等により実現される。出力装置４２は、各種の情報の出力を行うためものであり、例えばディスプレイ等により実現される。インターフェース装置４７は、ＬＡＮカード等を含み、ネットワークに接続する為に用いられる。

情報処理プログラムは、情報処理装置４００を制御する各種プログラムの少なくとも一部である。情報処理プログラムは、例えば、記憶媒体４８の配布やネットワークからのダウンロード等によって提供される。情報処理プログラムを記録した記憶媒体４８は、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記憶媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記憶媒体を用いることができる。

また、情報処理プログラムは、情報処理プログラムを記録した記憶媒体４８がドライブ装置４３にセットされると、記憶媒体４８からドライブ装置４３を介して補助記憶装置４４にインストールされる。ネットワークからダウンロードされた情報処理プログラムは、インターフェース装置４７を介して補助記憶装置４４にインストールされる。

補助記憶装置４４は、情報処理装置４００の有する各記憶部等を実現するものであり、情報処理装置４００にインストールされた情報処理プログラムを格納すると共に、情報処理装置４００による各種の必要なファイル、データ等を格納する。メモリ装置４５は、情報処理装置４００の起動時に補助記憶装置４４から情報処理プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置４６はメモリ装置４５に格納された情報処理プログラムに従って、後述するような各種処理を実現している。

次に、図７を参照して、本実施形態の情報処理装置４００の機能について説明する。図７は、第一の実施形態の情報処理装置の機能を説明する図である。

本実施形態の情報処理装置４００は、データ収集部４１０、気流予測部４２０、粉塵予測部４３０、影響箇所判定部４４０、出力部４５０、記憶部４６０を有する。

本実施形態のデータ収集部４１０、気流予測部４２０、粉塵予測部４３０、影響箇所判定部４４０、出力部４５０は、情報処理装置４００の演算処理装置４６が、メモリ装置４５等に格納されたプログラムを読み出して実行することで実現される機能である。記憶部４６０は、メモリ装置４５や補助記憶装置４４等によって実現される。

データ収集部４１０は、通信モジュール群２００Ｇに含まれる各通信モジュール２００から出力されるデータを通信端末３００が受信すると、このデータを収集する。

気流予測部４２０は、データ収集部４１０が収集したデータを解析し、通信モジュール群２００Ｇが設置された空間の空気の流れ（気流）を予測する。粉塵予測部４３０は、気流予測部４２０による予測の結果に応じて、空間内の粉塵の分布を予測する。

影響箇所判定部４４０は、気流予測部４２０と粉塵予測部４３０の予測結果に基づき、空間内に、管理されている物品に対して気流や粉塵が影響を及ぼす可能性がある箇所をあるか否かを判定する。また、影響箇所判定部４４０は、該当する箇所が存在する場合には、該当する箇所を特定し、この箇所に関する情報を出力部４５０により出力する。

出力部４５０は、気流予測部４２０による予測結果や、粉塵予測部４３０による予測結果を出力する。また、出力部４５０は、影響箇所判定部４４０により特定された箇所に関する情報を出力する。出力部４５０の出力先は、例えば、端末装置５００であっても良いし、情報処理装置４００の有するディスプレイ等であっても良い。

記憶部４６０は、センサ位置情報４６５が格納されている。センサ位置情報４６５は、通信モジュール群２００Ｇを設置した際に、予め情報処理装置４００に入力され、記憶部４６０に格納される。

センサ位置情報４６５は、各通信モジュール２００を特定するための識別情報と、各通信モジュール２００が設置された位置を示す情報とが対応付けられた情報である。通信モジュール２００が設置された位置とは、３次元の座標情報であっても良い。

次に、図８を参照して、本実施形態の情報処理装置４００の動作について説明する。図８は、第一の実施形態の情報処理装置の動作を示すフローチャートである。

本実施形態の情報処理装置４００は、データ収集部４１０により、通信モジュール群２００Ｇからデータを収集する（ステップＳ７０１）。

具体的には、情報処理装置４００は、データの収集を通信端末３００へ指示する。通信端末３００は、この指示を受け付けて、自機の最も近くに設置された通信モジュール２００に対して、データの収集を指示するコマンドを送信しても良い。

データ収集部４１０により収集されるデータは、少なくとも、各通信モジュール２００の有する気流センサ２１０が検出した風向（流向）と風速（流速）と、各通信モジュール２００を特定するための識別情報とを含む。また、データ収集部４１０により収集されたデータは、通信モジュール２００の本体部２２０が有する各センサが検出したデータが含まれても良い。

続いて、情報処理装置４００は、気流予測部４２０により、データ収集部４１０が収集したデータを、センサ位置情報４６５を参照して解析し、通信モジュール群２００Ｇが設置された空間内の気流を予測する（ステップＳ７０２）。言い換えれば、気流予測部４２０は、データ収集部４１０が収集したデータを解析し、気流を可視化するための情報を生成する。

続いて、情報処理装置４００は、粉塵予測部４３０により、気流予測部４２０による予測の結果から、空間内における粉塵の動きを予測する（ステップＳ７０３）。言い換えれば、粉塵予測部４３０は、予測された気流によって生じる粉塵の飛散の状況を可視化するための情報を生成する。

続いて、情報処理装置４００は、影響箇所判定部４４０により、管理されている物品に対して影響を及ぼす可能性がある箇所があるか否かを判定する（ステップＳ７０４）。具体的には、影響箇所判定部４４０は、一定量以上の粉塵が滞留する箇所を、管理されている物品に対して影響を及ぼす可能性がある箇所と判定しても良い。また、管理されている物品とは、例えば、空間内で製造されている製品や、空間内で栽培されている植物等であっても良い。

ステップＳ７０４において、該当する箇所が存在する場合、影響箇所判定部４４０は、該当する場所を特定し（ステップＳ７０５）、後述するステップＳ７０６へ進む。

ステップＳ７０４において、該当する箇所が存在しない場合、情報処理装置４００は、出力部４５０により、処理結果を出力し（ステップＳ７０６）、処理を終了する。

尚、出力部４５０は、データ収集部４１０による処理結果と、気流予測部４２０による処理結果と、粉塵予測部４３０と影響箇所判定部４４０による処理結果と、をそれぞれ個別に出力しても良い。

次に、図９を参照して、本実施形態の処理結果の出力例について説明する。図９は、第一の実施形態の処理結果の出力例を示す図である。

図９に示す画面８１と、図９に示す画面８２と、図９に示す画面８３とは、端末装置５００に表示されても良いし、情報処理装置４００のディスプレイに表示されても良い。

画面８１は、データ収集部４１０が収集したデータから、通信モジュール群２００Ｇが設置された空間内の各箇所における風向きを可視化された状態で表示されている。具体的には、各箇所における風向きは、画面８１に表示された矢印の向きによって示される。

画面８２は、気流予測部４２０によって予測された気流が可視化された状態で表示されている。画面８２では、気流を示す実線８２Ａが表示される。

画面８３は、粉塵予測部４３０によって予測された粉塵の動きと、影響箇所判定部４４０によって特定された箇所と、が可視化された状態で表示されている。

画面８３では、粉塵は、点８３Ｂとして表示されており、影響箇所判定部４４０によって特定された箇所は、マーカ８３Ｃで囲われている。

図９の例では、画面８２において、空間内の中央付近に気流が渦巻いている箇所があり、この箇所に運ばれた粉塵が滞留すると予測されたことがわかる。

したがって、空間の管理者等は、空間内の空調の風向や風速を変更したり、画面８３において、マーカ８３Ｃが示す箇所を頻繁に掃除する、といった対策をとることができる。

本実施形態の情報処理装置４００では、画面８２、８３、８４の中から、表示させる画面を選択することが可能であっても良い。

次に、図１０Ａ、図１０Ｂを参照して、データ収集部４１０によって収集されたデータの出力について説明する。図１０Ａは、第一の実施形態の通信モジュールから収集されたデータの出力例を示す第一の図であり、図１０Ｂは、第一の実施形態の通信モジュールから収集されたデータの出力例を示す第二の図である。

図１０Ａに示す画面５０１と、図１０Ｂに示す画面５０２は、例えば、端末装置５００に表示される。画面５０１は、通信モジュール群２００Ｇに含まれるある通信モジュール２００から収集されたデータの表示例であり、画面５０２は、通信モジュール群２００Ｇから収集したデータを集計した結果の表示例である。

画面５０１は、表示欄５０１Ａと、表示欄５０１Ｂとを含む。表示欄５０１Ａには、データが表示される通信モジュール２００を特定する情報が表示される。表示欄５０１Ｂには、表示欄５０１Ａに通信モジュール２００から取得したデータが表示される。

図１０Ａの例では、表示欄５０１Ａには、「通信モジュール２００－１から取得したデータ」という情報が表示されており、表示欄５０１Ｂには、通信モジュール群２００Ｇに含まれる通信モジュール２００のうち、通信モジュール２００－１に含まれる各センサから取得したデータが表示されている。

具体的には、表示欄５０１Ｂには、気流（風速、風向）、温度、湿度、気圧、照度、バッテリの残容量が表示される。

画面５０２は、表示欄５０２Ａと表示欄５０２Ｂとを含む。表示欄５０２Ａには、通信モジュール群２００Ｇから収集したデータであることを示す情報が表示される。表示欄５０２Ｂには、通信モジュール群２００Ｇから収集したデータが表示される。

図１０Ｂの例では、表示欄５０２Ａには、「通信モジュール群２００Ｇから収集したデータ」という情報が表示されており、表示欄５０２Ｂには、通信モジュール群２００Ｇに含まれる各通信モジュール２００の気流センサ２１０から収集したデータから作成されたグラフが表示されている。

本実施形態の情報処理装置４００は、例えば、端末装置５００から、特定の通信モジュール２００から取得されたデータや、通信モジュール群２００Ｇから取得されたデータの表示要求を受け付けると、端末装置５００に画面５０１や画面５０２を表示させても良い。

尚、図１０Ａ、図１０Ｂに示す画面は、端末装置５００に表示されるものとしたが、これに限定されない。図１０Ａ、図１０Ｂに示す画面は、情報処理装置４００のディスプレイ等に表示されても良い。

以上のように、本実施形態によれば、任意の位置に設定された通信モジュール２００から、無線通信によって、通信モジュール２００が有する各センサが出力するデータを収集することができる。したがって、本実施形態によれば、容易に気流を計測することができる。

また、本実施形態では、メッシュネットワークによって、各通信モジュール２００からデータを収集している。したがって、本実施形態によれば、ある通信モジュール２００とある通信モジュール２００とがそれぞれ異なる部屋に設定された場合であっても、各通信モジュール２００から出力されるデータを通信端末３００まで転送することができる。したがって、本実施形態によれば、空間の構造等に影響されずに、任意の場所に通信モジュール２００を設置することができる。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、通信モジュール群２００Ｇから収集したデータの解析を、サーバ装置で行う点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１１は、第二の実施形態の気流計測システムのシステム構成について説明する図である。

本実施形態の気流計測システム１００Ａは、通信モジュール群２００Ｇ、通信端末３００、情報処理装置４００Ａを含む。

また、本実施形態の気流計測システム１００Ａにおいて、情報処理装置４００Ａは、サーバ装置６００及び端末装置５００とネットワークを介して接続される。

本実施形態の情報処理装置４００Ａは、データ収集部４１０と、出力部４５０とを有する。本実施形態の情報処理装置４００Ａは、データ収集部４１０により、通信モジュール群２００Ｇからデータを収集し、出力部４５０は、収集したデータをサーバ装置６００へ出力する。また、出力部４５０は、収集したデータを端末装置５００に出力しても良い。

本実施形態のサーバ装置６００は、データ取得部６１０、気流予測部４２０、粉塵予測部４３０、影響箇所判定部４４０、記憶部４６０、表示制御部６２０を有する。

データ取得部６１０は、情報処理装置４００Ａから、情報処理装置４００Ａが収集したデータを取得する。表示制御部６２０は、気流予測部４２０、粉塵予測部４３０、影響箇所判定部４４０による処理の結果を、情報処理装置４００Ａのディスプレイや端末装置５００に表示させる。

本実施形態では、このように、通信モジュール群２００Ｇから収集したデータの解析処理をサーバ装置６００で実行させることで、情報処理装置４００Ａの処理負荷を軽減できる。

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して、第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、センサ位置情報を生成する点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１２は、第三の実施形態の情報処理装置の機能を説明する図である。本実施形態の情報処理装置４００Ｂは、気流計測システム１００Ｂに含まれる。

気流計測システム１００Ｂは、通信モジュール群２００Ｇと、通信端末３００と、情報処理装置４００Ｂとを含む。

本実施形態の情報処理装置４００Ｂは、データ収集部４１０、気流予測部４２０、粉塵予測部４３０、影響箇所判定部４４０、出力部４５０、記憶部４６０Ａ、位置推定部４７０を有する。

本実施形態の位置推定部４７０は、データ収集部４１０によって、一定期間通信モジュール群２００Ｇからデータを収集し、収集したデータに基づき、各通信モジュール２００の相対的な位置関係を推定する。そして、位置推定部４７０は、推定された位置関係に基づき、通信モジュール２００と推定された位置を示す位置情報とを対応付けたセンサ位置情報４６５を生成して、記憶部４６０Ａに格納する。

より具体的には位置推定部４７０は、通信端末３００が各通信モジュール２００からデータを受信する際の信号強度から、通信モジュール２００間の距離を割り出す。そして、位置推定部４７０は、通信端末３００が設置された位置を基準として、各通信モジュール２００の位置を推定し、センサ位置情報を生成する。

本実施形態では、このように、通信端末３００がデータを受信した際の信号強度からセンサ位置情報を生成するため、センサ位置情報を予め情報処理装置４００Ｂに保持せる必要がない。つまり、本実施形態によれば、各通信モジュール２００を設置した際に、通信モジュール２００の位置情報を情報処理装置４００に入力する必要がなく、簡単に気流計測システム１００Ｂを導入することができる。

（第四の実施形態）
以下に図面を参照して、第四の実施形態について説明する。第四の実施形態は、通信モジュール２００がパーティクルカウンタの近傍に配置される点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第四の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１３は、第四の実施形態の気流計測システムのシステム構成を説明する図である。本実施形態の気流計測システム１００Ｃは、通信モジュール群２００Ｇと、通信モジュール群２００Ｇに含まれる各通信モジュール２００の近傍に設置されたパーティクルカウンタ７００と、通信端末３００と、情報処理装置４００Ｃとを含む。

パーティクルカウンタ７００は、パーティクルカウンタ７００－１、７００－２、７００－３、７００－４、７００－５を含み、それぞれを区別しない場合には、パーティクルカウンタ７００と呼ぶ。また、複数のパーティクルカウンタ７００を、パーティクルカウンタ群７００Ｇと呼ぶ。

本実施形態のパーティクルカウンタ７００は、空気中や液体中にある塵・ホコリ・異物・ダスト等をカウントする計測器で、微粒子計とも呼ばれる。

本実施形態では、パーティクルカウンタ７００の近傍に通信モジュール２００が設置される。具体的には、通信モジュール２００は、パーティクルカウンタ７００の筐体等に取り付けられても良い。

本実施形態のパーティクルカウンタ７００は、空間における微粒子の数を出力する。また、本実施形態のパーティクルカウンタ７００は、通信モジュール２００と通信を行って、カウントされた微粒子の数を通信モジュール２００へ通知する。

通信モジュール２００は、パーティクルカウンタ７００から取得した微粒子の数を、通信モジュール２００が有する各センサから出力されるデータと共に、通信端末３００へ送信する。

図１４は、第四の実施形態の情報処理装置の機能を説明する図である。本実施形態の情報処理装置４００Ｃは、データ収集部４１０Ａ、気流予測部４２０、粉塵予測部４３０Ａ、影響箇所判定部４４０Ａ、出力部４５０、記憶部４６０を有する。

本実施形態の通信端末３００は、通信モジュール群２００Ｇから、各通信モジュール２００の近傍に配置されたパーティクルカウンタ７００から出力された微粒子の数を含むデータを受信する。

本実施形態のデータ収集部４１０Ａは、通信端末３００から、パーティクルカウンタ７００から出力された微粒子の数を含むデータを収集する。

本実施形態の粉塵予測部４３０Ａは、パーティクルカウンタ７００から出力された微粒子の数に基づき、粉塵の動きを予測する。

また、本実施形態の影響箇所判定部４４０Ａは、パーティクルカウンタ７００から出力された微粒子の数に応じて、物品に対して気流や粉塵が影響を及ぼす可能性がある箇所の有無を判定する。

具体的には、影響箇所判定部４４０Ａは、例えば、所定数以上の微粒子の数が検出されたパーティクルカウンタ７００が設置されている箇所を、物品に対して気流や粉塵が影響を及ぼす可能性がある箇所と判定しても良い。

このように、本実施形態では、パーティクルカウンタ７００と通信モジュール２００とを接続させ、通信モジュール２００を介してパーティクルカウンタ７００の出力も通信端末３００へ転送することで、粉塵の動きの予測の精度を向上させることができる。

尚、上述した各実施形態では、気流計測システムでは、メッシュネットワークを用いてデータの転送を行うものとしたが、これに限定されない。

本実施形態では、例えば、通信モジュール２００から通信端末３００へ、一定間隔毎に各センサから出力されるデータを送信しても良い。

図１５は、通信モジュールの配置を説明する図である。図１５の例では、通信モジュール２００－１、２００－２、２００－３等のそれぞれが、定期的にセンサから出力されるデータと、自機の識別情報とを含む信号を通信端末３００に向かって送信する。

この形態は、例えば、通信端末３００と通信モジュール２００とが同じ部屋にある場合等に適用されても良い。

尚、上述した各実施形態では、気流計測システム１００が、半導体集積回路の製造工場等に設けられたクリーンルーム等において利用される場合について説明したが、気流計測システムは、クリーンルーム以外でも利用することができる。

具体的には、例えば、医療機関等に設けられた陰圧室において、気流計測システム１００を利用することができる。以下に、図１６を参照して、陰圧室に、気流計測システム１００を利用した例について説明する。陰圧室とは、室内の気圧を外部よりも低くし、室内の空気が外部に流出しないようにした部屋である。

図１６は、気流計測システムの利用シーンを説明する第二の図である。図１６に示す陰圧室１６０には、給気ファン１６１と、排気ファン１６２とが設けられており、給気ファン１６１と排気ファン１６２とを制御することで、室内を陰圧状態又は陽圧状態とする。

具体的には、陰圧室１６０では、給気量よりも排気量が大きくなるように、給気ファン１６１と排気ファン１６２を制御することで、室内を陰圧状態とする。また、陰圧室１６０では、給気量よりも排気量が小さくなるように、給気ファン１６１と排気ファン１６２を制御することで、室内を陽圧状態とする。

本実施形態では、例えば、複数の通信モジュール２００を陰圧室１６０内に設置し、各通信モジュール２００により、給気ファン１６１近傍の風向又は風速と、排気ファン１６２近傍の風向又は風速と、を検出する。

各通信モジュール２００は、検出した結果を通信端末３００に送信する。通信端末３００は、各通信モジュール２００から収集した検出結果を、情報処理装置４００へ送信する。情報処理装置４００は、通信端末３００から受信した検出結果から、給気量と換気量を把握する。

そして、情報処理装置４００は、給気量と排気量とが、目標量の通りに行われていれば正常と判定し、給気量と排気量とのいずれかが目標量と違っていれば、陰圧室１６０において、陰圧状態が維持されていないものと判定し、アラートを出力する。アラートは、例えば、陰圧室１６０のフィルタ劣化を通知するアラート等であってよい。

このように、本実施形態の気流計測システム１００を用いることで、陰圧室１６０内の状態をモニタリングすることができる。

また、本実施形態の気流計測システム１００は、オフィスや店舗等において、利用することができる。以下に、図１７を参照して、オフィスに気流計測システム１００を利用した例について説明する。

図１７は、気流計測システムの利用シーンを説明する第三の図である。図１７に示すオフィス１７０には、パテーション、壁、机、ＯＡ（Office Automatic）機器等が配置されている。また、オフィス１７０には、ドア１７１と、窓１７２、１７３、１７４とが設けられており、ドア１７１と、窓１７２、１７３、１７４の開閉によって、オフィス１７０内の換気が行われる。

図１７の例では、通信モジュール２００を各エリアの各所に配置することで、窓１７３、１７４からオフィス１７０内へ流れ込む空気の風向又は風速と、ドア１７１と窓１７２からオフィス１７０外へ流れ出す空気の風向又は風速と、を検出し、検出結果を通信端末３００へ送信する。

通信端末３００は、各通信モジュール２００から収集した検出結果を情報処理装置４００へ送信する。

情報処理装置４００は、通信端末３００から受信した検出結果から、オフィス１７０内の充分な換気が行われているか否かを判定する。

そして、情報処理装置４００は、換気が不十分と判定した場合には、オフィス１７０内のレイアウト変更を促すアラートを出力する、ファン５００など動作させる等を行ってもよい。

また、情報処理装置４００は、換気の際の空気の流れの設定を受け付け、設定された方向に気流が流れていない場合に、換気が不十分であると判定してもよい。また、情報処理装置４００は、例えば、一定期間、設定された方向に向かう空気の流れが検出されない場合に、換気わすれを通知するアラートを出力してもよい。

このように、本実施形態の気流計測システム１００を、オフィス１７０等での室内で利用することで、室内の換気忘れを防止することができる。

また、本実施形態の気流計測システム１００は、家屋等において、利用することができる。以下に、図１８を参照して、家屋に気流計測システム１００を利用した例について説明する。

図１８は、気流計測システムの利用シーンを説明する第四の図である。

図１８に示す家屋１８０は、外気を取り込むために屋外に設置されたファン１８１と、家屋１８０内の空気を外部へ排気するためのファン１８２とを有する。

家屋１８０では、屋外に設置されたファン１８１を動作させ外気を屋内に取り込み、ファン１８１内部に設けられたフィルタで、外気の塵埃や花粉などを除去し、パイプ１８４などを介して家屋１８０内に空気を送り込む。

家屋１８０に送り込まれた空気は、家屋１８０に配置されたパイプ１８３等を介して、ファン１８２を回転させて屋外に送り出される。

図１８の例では、各部屋に通信モジュール２００が設置されており、各通信モジュール２００は、設置された部屋の風向又は風速を検出し、検出結果を通信端末３００へ送信する。通信端末３００は、各通信モジュール２００から収集した検出結果を、情報処理装置４００に送信する。

情報処理装置４００は、例えば、各部屋で検出された風向又は風速が、所定の値を下回った場合に、換気が効率的に行われないと判定し、ファン１８１を動作させて外気を送り込む、もしくはファン１８２を動作させて屋内の空気を外部に排出させる。

このように、本実施形態の気流計測システム１００を、家屋１８０等で利用することで効率的に屋内を換気することができる。

また、本実施形態では、例えば、通信端末３００に、情報処理装置４００の機能を設けてもよい。また、通信端末３００は、例えば、スマートフォン等であってもよい。

この場合、通信端末３００の利用者が通信モジュール２００を身につけることで、通信端末３００は、通信モジュール２００が検出した自身の呼気の風向又は風速を等から拡散度合いを予測することができる。このため、通信端末３００と、通信モジュール２００とを含む気流計測システム１００は、通信端末３００の利用者に対し、ウィルスの飛沫感染等に対して安全な距離を把握させることができ、感染予防に役立てることができる。

また、本国際出願は、２０１９年８月２１日に出願された日本国特許出願２０１９－１５０８３３に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１９－１５０８３３の全内容を本国際出願に援用する。

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 気流計測システム、２００ 通信モジュール、 ２１０ 気流センサ、２２０ 本体部、３００ 通信端末、４００、４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ 情報処理装置、４１０、４１０Ａ データ収集部、４２０ 気流予測部、４３０、４３０Ａ 粉塵予測部、４４０、４４０Ａ 影響箇所判定部、４５０ 出力部、４６０ 記憶部、４６５ センサ位置情報、４７０ 位置推定部、５００ 端末装置、６００ サーバ装置

Claims (9)

1. 複数の通信モジュールと、情報処理装置とを含む気流計測システムであって、
   前記通信モジュールは、
   通信端末とメッシュネットワークを介して通信し、気流解析対象である空間の任意の位置に設置され、
   気流センサと、
   電力源であるバッテリと、前記気流センサから出力されるデータを取得し、前記データを無線通信によって外部へ送信する通信部と、を含む本体部と、を有し、
   前記情報処理装置は、
   前記複数の通信モジュールの前記気流センサから出力される前記データを収集するデータ収集部と、
   前記データに含まれる、前記気流センサが検出した風向と風速と、自機を特定するための識別情報と、前記複数の通信モジュールが設置された位置を示す情報とに基づき、空間の気流の状態を予測する気流予測部と、
   前記予測した結果を出力する出力部と、を有し、
   前記出力部は、
   前記複数の通信モジュールのうちの各通信モジュールから取得された前記データを含む第一の画面と、
   前記複数の通信モジュールから収集したデータを含む第二の画面と、を端末装置に表示させる、気流計測システム。
2. 前記データは、温度、湿度、気圧、照度、前記バッテリの残容量の少なくともひとつを含み、
   前記第一の画面では、前記通信モジュールの識別情報と、前記通信モジュールから取得された前記データが示す数値とが対応付けられて表示され、
   前記第二の画面では、前記複数の通信モジュールのそれぞれすら収集された前記データから作成されたグラフが表示される、請求項１記載の気流計測システム。
3. 前記情報処理装置は、
   前記収集したデータに基づき、前記複数の通信モジュールが配置された空間における粉塵の動きを予測する粉塵予測部を有する、請求項１又は２記載の気流計測システム。
4. 前記情報処理装置は、
   前記気流予測部と前記粉塵予測部０の予測結果に基づき、前記複数の通信モジュールが配置された空間内に、管理されている物品に対して気流や粉塵が影響を及ぼす可能性がある箇所をあるか否かを判定する影響箇所判定部を有する、請求項３記載の気流計測システム。
5. 複数の通信モジュールと、情報処理装置とを含む気流計測システムであって、
   前記通信モジュールは、
   気流センサと、
   前記気流センサから出力されるデータを取得し、前記データを無線通信によって外部へ送信する通信部を含む本体部と、を有し、
   微粒子計の近傍に配置されており、前記微粒子計による測定結果を取得して、前記気流センサから出力されるデータと共に前記情報処理装置へ送信し、
   前記情報処理装置は、
   前記複数の通信モジュールの前記気流センサから出力される前記データを収集するデータ収集部と、
   前記収集したデータを出力する出力部と、
   前記収集したデータに基づき、前記複数の通信モジュールが配置された空間の気流の状態を予測する気流予測部と、
   前記収集したデータに基づき、前記複数の通信モジュールが配置された空間における粉塵の動きを予測する粉塵予測部と、を有し、
   前記粉塵予測部は、
   前記微粒子計による計測結果を用いて前記粉塵の動きを予測する、気流計測システム。
6. 前記出力部は、
   前記気流予測部による予測結果と、前記粉塵予測部による予測結果と、を表示装置に表示させる、請求項５記載の気流計測システム。
7. 前記複数の通信モジュールと、前記情報処理装置とは、通信端末を介して通信を行う、請求項６記載の気流計測システム。
8. 通信端末とメッシュネットワークを介して通信し、気流解析対象である空間の任意の位置に設置される通信モジュールであって、
   気流センサと、
   電力源であるバッテリと、前記気流センサから出力されるデータを取得し、前記データを無線通信によって外部へ送信する通信部と、を含む本体部と、を有し、
   前記本体部は、
   温度センサ、湿度センサ、加速度センサ、照度センサ、紫外線センサの少なくとも何れか１つを含み、
   前記データは、温度、湿度、気圧、照度、前記バッテリの残容量を含み、前記気流を可視化するための情報の生成に用いられる、通信モジュール。
9. 前記気流センサは、
   前記通信モジュールが設置された空間における空気の流向又は流速を検出する、請求項８記載の通信モジュール。

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