JP7528737B2 - 情報収集システム、収集装置および制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、情報収集システム、収集装置および制御方法に関する。

ＩｏＴ（Internet of Things）を活用して、さまざまな装置が収集したセンサの計測値をサーバやクラウド上に展開する技術が開発されている。取得したセンサの計測値を遠隔地からサーバが収集することで、装置の各種状態を監視することができる。たとえば、特開２００９－１７１４９７号公報（特許文献１）には、複数のセンサノードからの観測値がセンサネットサーバにおいて受信されるセンサネットシステムが開示されている。

特開２００９－１７１４９７号公報

しかしながら、センサが接続されるセンサ装置において、センサの計測値を取得する計測周期が非常に短い（たとえば、数ミリ秒～数百ミリ秒間隔）ことがある。この場合、計測周期ごとに、計測値に加えて計測値を取得した時刻を付加したデータを生成すると、サーバのような収集装置に対して送信するデータの総量が多くなってしまう。データの総量が多くなると、通信負荷が増え、通信に課されるパケット通信費が増加するといった問題が発生する。このため、収集装置に対して送信される（収集装置が受信する）データの総量をいかに軽減するかが課題となる。

また、センサ装置は、ＲＴＣ（real-time clock）のような時刻を計時する計時部を備える。計時部には機差（個体差）があり、長時間の使用によって徐々に実際の時刻とのずれが生じる可能性がある。時刻のずれが生じ、センサ装置が計時した時刻が不正確な値を示すと、計測時刻と実際の時刻との間の整合性が取れなくなる。これにより、センサ装置の状態が変化した時刻や異常が発生した時刻を、収集装置側で正確に把握できなくなってしまう。このため、時刻補正用のレジスタ等により計測時刻を正確な時刻に補正する、あるいは、正確な時刻を取得する必要がある。しかしながら、センサ装置に時刻の補正機能を搭載した場合、センサ装置に搭載する部品が増え、部品を制御するプログラムも必要となることから、開発コストが増え、センサ装置の保守性が低下してしまう。また、センサ装置のハードウェアに制約（たとえば、ＣＰＵやＲＯＭの容量、制御線の数など）があり、時刻の補正機能を追加できないケースもある。このため、センサ装置に時刻の補正機能を搭載することなく（ハードウェアの追加や制御プログラムの追加を行うことなく）、いかにしてセンサ装置が計測値を取得した時刻を正確な時刻に補正するかが課題となる。

本開示は、係る実情に鑑みてなされたものであり、収集装置が受信するデータの総量を削減するとともに、センサ装置が計測値を取得した時刻を補正することができる情報収集システムを提供することを一つの目的とする。

本開示のある局面に従う情報収集システムは、少なくとも１つのセンサと接続されるセンサ装置と、センサの計測値を収集する収集装置と、センサ装置と収集装置との間の通信を中継する中継装置とを備える。センサ装置は、時刻を計時する計時部を含む。センサ装置は、所定周期ごとに前記センサの計測値を取得することにより、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値をセンサから取得する。センサ装置は、第１計測値を取得したときに計時部から第１時刻を取得する。センサ装置は、計測周期と第１時刻と複数の計測値とを含む計測情報を中継装置に送信する。計測情報には、センサ装置が計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻が含まれる。中継装置は、計測情報を受信したときに、計時部とは異なる外部装置から第３時刻を取得する。中継装置は、計測情報と第３時刻とを収集装置に送信する。収集装置は、中継装置から受信した第２時刻と第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正する。収集装置は、補正した第１時刻と中継装置から受信した計測周期とに基づいて、複数の計測値のそれぞれがセンサによって取得された時刻を算出する。

本開示の別の局面に従う収集装置は、少なくとも１つのセンサの計測値を収集する収集装置である。センサは、センサ装置と接続される。センサ装置が取得したセンサの計測値は、中継装置によって中継されて収集装置へ送信される。センサ装置は、時刻を計時する計時部を含む。センサ装置は、時刻を計時する計時部を含む。センサ装置は、所定周期ごとにセンサの計測値を取得することにより、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値をセンサから取得する。センサ装置は、第１計測値を取得したときに計時部から第１時刻を取得する。センサ装置は、計測周期と第１時刻と複数の計測値とを含む計測情報を中継装置に送信する。計測情報には、センサ装置が計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻が含まれる。中継装置は、計測情報を受信したときに、外部装置から第３時刻を取得する。中継装置は、計測情報と第３時刻とを収集装置に送信する。収集装置は、中継装置から受信した第２時刻と第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正する。収集装置は、補正した第１時刻と中継装置から受信した計測周期とに基づいて、複数の計測値のそれぞれがセンサによって取得された時刻を算出する。

本開示の別の局面に従う制御方法は、情報収集システムを制御する。情報収集システムは、時刻を計時する計時部を備える。制御方法は、所定周期ごとにセンサの計測値を取得することにより、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値を前記センサから取得するステップと、第１計測値を取得したときに計時部から第１時刻を取得するステップと、計測周期と第１時刻と複数の計測値とを含む計測情報を送信するステップとを含む。計測情報には、計測情報を送信するステップが計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻が含まれる。制御方法は、送信された計測情報を受信したときに、計時部とは異なる外部装置から第３時刻を取得するステップと、第２時刻と第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正するステップと、補正した第１時刻と計測周期とに基づいて、複数の計測値のそれぞれがセンサによって取得された時刻を算出するステップとをさらに含む。

本開示によれば、第１計測値を取得したときに計時部から取得した第１時刻と、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値とを含む計測情報を中継装置に送信するため、収集装置が受信するデータの総量を削減することができる。また、センサ装置が計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻と、外部装置から取得した第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正するため、センサ装置が計測値を取得した時刻を正確な時刻に補正することができる。

情報収集システムの全体構成を示す図である。 情報収集システムの機能構成を示すブロック図である。 センサ装置が行う送信データの削減方法について説明する図である。 収集装置が行う時刻の補正方法について説明する図である。 センサ装置処理を示すフローチャートである。 中継装置処理を示すフローチャートである。 収集装置処理を示すフローチャートである。 変形例に係る情報収集システムの構成例を示す図である。

以下、各実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一又は相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

ＩｏＴ（Internet of Things）を活用して、さまざまなセンサ装置が収集したセンサの計測値をサーバやクラウド上に展開する技術が開発されている。センサ装置が取得した装置の状態などの計測値を遠隔地からサーバが収集することで、装置の経時変化、寿命診断、異常検知、装置の計測対象となる人やモノの状態変化を監視することができる。

ＩｏＴとは、さまざまなものをインターネットに接続し、使えるようにするための概念や仕組み、技術を指している。ＩｏＴを活用したシステムである「ＩｏＴシステム」は、これまでの携帯電話網（３Ｇ/ＬＴＥ/４Ｇ/５Ｇ）や無線ＬＡＮを利用した実証実験の段階から、ビジネスへの本格展開へと実用的な段階に移行しており、一部ではビジネス現場への展開も始まっている。

ＩｏＴシステムはデータを収集し、蓄積、可視化、分析を行い、必要に応じてフィードバックを行うことから、多数の構成要素が必要となる。ＩｏＴシステムを適用している例を挙げると、以下のような分野で利用されている。

自動車分野：センサを搭載した自動車は「走る」「曲がる」「止まる」などの動作を自動で行うことができる。また、交通機関と通信をすることで、リアルタイムな運行状況を把握することができる。物流分野：倉庫の在庫管理や配送状況の監視などに活用されている。医療分野：着用型のウェアラブルデバイスによる自分の健康状態の記憶や管理、医師との共有による健康管理を行う。医療機器をネットワークに接続し遠隔地にいる医師による手術なども可能になる。農業分野：ハウス栽培における水やりや肥料の自動散布などは、農地に設置したセンサが取得した情報をもとに、農作物にとって最適な栽培を可能とする。このように、ＩｏＴシステムの利用範囲は多岐に及んでいる。

ＩｏＴシステムでは、センサが接続されたセンサ装置をネットワークに接続し、センサ装置が持つ値やセンサ装置の状態をクラウドに送信することで遠隔地からインターネットを経由してクラウドに登録されている装置の状態を監視することが可能となる。

［情報収集システム１０］
本実施の形態において、上述したＩｏＴシステムの一例として、情報収集システム１０を例に挙げて説明する。図１は、情報収集システム１０の全体構成を示す図である。図１に示すように、情報収集システム１０は、センサ装置４２１と、収集装置２００（「サーバ装置」とも称する）と、中継装置４００（「ゲートウェイ」とも称する）とを備える。

センサ装置４２１は、少なくとも１つのセンサと接続される装置である。本実施の形態では、センサ装置４２１は、２つのセンサ４１１、４１２と接続している。収集装置２００は、センサ４１１、４１２の計測値を収集する装置である。中継装置４００は、センサ装置４２１が取得したセンサ４１１、４１２の計測値を中継して収集装置２００へ送信する装置である。つまり、中継装置４００は、センサ装置４２１と収集装置２００との間の通信を中継する。

センサ装置４２１と中継装置４００とは、ＬＡＮ（Local Area Network）を介して無線あるいは有線で接続する。あるい、Ｗｉ－Ｆｉ（Wireless Fidelity）を用いてセンサ装置４２１と中継装置４００とを接続してもよい。中継装置４００と収集装置２００とは、インターネット１００を介して接続可能である。

このように、センサ装置４２１にて取得されたセンサ４１１、４１２の計測値は、中継装置４００を経由し、最終的に収集装置２００にて収集される。たとえば、センサ装置４２１および中継装置４００はある工場内に設置されており、収集装置２００は遠隔地に設置されたサーバ装置であるようなシステムが想定される。

さらに、端末３００は、収集装置２００と接続可能である。端末３００は、収集装置２００が収集した計測値を監視したり、センサやセンサ装置４２１の異常診断を行うことが可能である。端末３００は、収集装置２００と同じエリア内に設置するものであってもよいし、異なるエリアに設置するものであってもよいし、センサ装置４２１および中継装置４００が設置された工場内に設置されるものであってもよい。

図２は、情報収集システム１０の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、センサ装置４２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４３２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３３と、記憶部４３４と、通信インターフェイス４３５、ＲＴＣ（real-time clock）４３６と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）インターフェイス４３７とを備える。

ＣＰＵ４３１は、センサ装置４２１全体を総括的に制御する。ＣＰＵ４３１は、ＲＯＭ４３２に格納されているプログラムをＲＡＭ４３３に展開して実行する。ＲＯＭ４３２は、センサ装置４２１の処理手順が記されたプログラムを格納する。

ＲＡＭ４３３は、ＣＰＵ４３１がプログラムを実行する際の作業領域となるものであり、プログラムやプログラムを実行する際のデータ等を一時的に記憶する。通信インターフェイス４３５は、中継装置４００と通信するためのインターフェイスである。記憶部４３４は、不揮発性の記憶装置である。記憶部４３４は、たとえば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。

Ｉ／Ｏインターフェイス４３７は、センサ装置４２１への入力またはセンサ装置４２１からの出力のインターフェイスである。センサ装置４２１は、Ｉ／Ｏインターフェイス４３７を介してセンサ４１１、４１２と接続されている。センサ４１１、４１２には、それぞれを識別する識別情報として、センサＩＤが付されている。センサ４１１のセンサＩＤは０１であり、センサ４１２のセンサＩＤは０２である。

ＲＴＣ４３６は、時刻を計時する。センサ４１１、４１２からの計測値を取得したときに、ＲＴＣ４３６から時刻を取得することで、センサ４１１、４１２の計測値の取得時刻を得ることができる。

中継装置４００は、ＣＰＵ４０１と、ＲＯＭ４０２と、ＲＡＭ４０３と、記憶部４０４と、通信インターフェイス４０５とを備える。通信インターフェイス２０５は、中継装置４００や収集装置２００と通信するためのインターフェイスである。

ＣＰＵ４０１は、中継装置４００全体を総括的に制御する。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に格納されているプログラムをＲＡＭ４０３に展開して実行する。ＲＯＭ４０２は、中継装置４００の処理手順が記されたプログラムを格納する。

ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１がプログラムを実行する際の作業領域となるものであり、プログラムやプログラムを実行する際のデータ等を一時的に記憶する。記憶部４０４は、不揮発性の記憶装置である。

また、中継装置４００は、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバ２２０と接続可能である。中継装置４００は、インターネット１００を介してＮＴＰサーバ２２０と接続することで、ＮＴＰサーバ２２０が提供する正確な時刻情報を取得することができる。

収集装置２００は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、記憶部２０４と、通信インターフェイス２０５とを備える。通信インターフェイス２０５は、中継装置４００と通信するためのインターフェイスである。

ＣＰＵ２０１は、収集装置２００全体を総括的に制御する。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に格納されているプログラムをＲＡＭ２０３に展開して実行する。ＲＯＭ２０２は、収集装置２００の処理手順が記されたプログラムを格納する。

ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１がプログラムを実行する際の作業領域となるものであり、プログラムやプログラムを実行する際のデータ等を一時的に記憶する。記憶部２０４は、不揮発性の記憶装置である。

なお、収集装置２００は、各種画面を表示する表示装置や、ユーザからの指示を含む入力を受け付ける入力装置を備えてもよい。入力装置は、キーボード、マウスおよびタッチパネルなどである。

［送信データの削減方法］
図３は、センサ装置４２１が行う送信データの削減方法について説明する図である。

センサ装置４２１は、予め定められた計測周期（「所定周期」とも称する）ごとにセンサ４１１、４１２にアクセスすることにより、計測値をセンサ４１１、４１２から取得する。たとえば、センサ４１１は温度計であり、センサ４１２は圧力計である。センサ装置４２１は、計測値をセンサ４１１、４１２から取得したときに、ＲＴＣ４３６から時刻（現在時刻）を取得する。ここで、センサ４１１およびセンサ４１２の計測周期は、いずれも６０秒である。計測周期は、これに限らず、さらに短いもの（たとえば、数ミリ秒～数百ミリ秒）であってもよい。

図３に示すように、センサ装置４２１がセンサ４１１（センサＩＤ＝０１）から１回目に取得した計測値が「２５．５」であったとする。そして、このときにＲＴＣ４３６から取得した時刻（１回目の計測時刻）が、２０２０年１月３１日１２時３４分５６秒であったとする。次に、センサ装置４２１がセンサ４１２（センサＩＤ＝０２）から１回目に取得した計測値が「７６０．３」であったとする。そして、このときにＲＴＣ４３６から取得した時刻（１回目の計測時刻）が、２０２０年１月３１日１２時３４分５７秒であったとする。

さらに、センサ４１１の計測周期６０秒が経過したとき（２０２０年１月３１日１２時３５分５６秒）に、センサ装置４２１がセンサ４１１（センサＩＤは０１）から２回目に取得した計測値が「２５．４」であったとする。センサ４１２の計測周期６０秒が経過したとき（２０２０年１月３１日１２時３５分５７秒）に、センサ装置４２１がセンサ４１２（センサＩＤは０２）から２回目に取得した計測値が「７６０．１」であったとする。

このようにして、センサ４１１、４１２の計測周期ごとに計測値が取得される。そして、センサ装置４２１がセンサ４１１から９回目に取得した計測値が「２５．４」であり、１０回目に取得した計測値が「２５．６」であったとする。センサ装置４２１がセンサ４１２から９回目に取得した計測値が「７６０．３」であり、１０回目に取得した計測値が「７５９．８」であったとする。

記憶部４３４には、センサごとに、センサＩＤおよび計測周期とともに、計測周期ごとの計測値の取得時刻（計測時刻）と計測値が記録される。センサ４１１では、センサＩＤが０１であり計測周期が６０秒であることを示す［ID = 01, Freq = 60］が記憶部４３４に記憶され、１回目の時刻と計測値のデータ｛2020/01/31 12:34:56 25.5｝、２回目の時刻と計測値のデータ｛2020/01/31 12:35:56 25.4｝、・・・１０回目の時刻と計測値のデータ｛2020/01/31 12:42:56 25.6｝が記憶部４３４に記憶される。

センサ４１２では、センサＩＤが０２であり計測周期が６０秒であることを示す［ID = 02, Freq = 60］が記憶部４３４に記憶され、１回目の時刻と計測値のデータ｛2020/01/31 12:34:57 760.3｝、２回目の時刻と計測値のデータ｛2020/01/31 12:35:57 760.1｝、・・・１０回目の時刻と計測値のデータ｛2020/01/31 12:42:57 759.8｝が記憶部４３４に記憶される。このようにして、記憶部４３４は、複数の計測値と、複数の計測値のそれぞれを取得したときにＲＴＣ４３６から取得した時刻とを記憶する。

次に、センサ装置４２１は、計測情報を送信データとして中継装置４００に送信する。計測情報は、記憶部４３４に記憶されたデータを加工したデータである。先の例では、記憶部４３４に記憶されたデータは、１０回分の時刻情報と計測値とがセットになったデータである。これに対して、送信データ（計測情報）は、１回分の時刻情報と１０回分の計測値とがセットになったデータである。

具体的には、センサ４１１においては、１回目の時刻情報「Time = 2020/01/31 12:34:56」と１～１０回目の計測値「Val = 25.5,25.4,・・・,25.4,25.6」がセットになったデータが生成される。センサ４１１においては、さらに、計測情報のセンサＩＤが０１であり計測周期が６０秒であることを示す「ID = 01, Freq = 60」と、データが１０個あることを示す「Data = 10」という情報が付加される。

センサ４１２においては、１回目の時刻情報「Time = 2020/01/31 12:34:57」と１～１０回目の計測値「Val = 760.3,760.1,・・・,760.3,759.8」がセットになったデータが生成される。センサ４１２においては、さらに、計測情報のセンサＩＤが０２であり計測周期が６０秒であることを示す「ID = 02, Freq = 60」と、データが１０個あることを示す「Data = 10」という情報が付加される。

加えて、センサ装置４２１の識別情報として、センサ装置４２１のＩＤが「０１」であることを示す「Board = 01」という情報が付加される。さらに、センサ装置４２１は、計測情報を送信データとして送信する際に、ＲＴＣ４３６から時刻（以下、この時刻を「ＲＴＣ時刻」とも称する）を取得し、これを付加して中継装置４００に送信する。たとえば、送信時刻が２０２０年１月３１日１２時４４分５５秒である場合は、送信データに「Send = 2020/01/31 12:44:55」という情報が付加される。

このように、センサ装置４２１は、１～１０回目の計測値をセンサ４１１、４１２から取得する。センサ装置４２１は、１回目の計測値を取得したときにＲＴＣ４３６から１回目の計測時刻を取得する。

センサ装置４２１は、計測周期と１回目の計測時刻と１～１０回目の計測値とを含む計測情報を中継装置４００に送信する。計測情報は、センサ４１１、４１２のそれぞれを識別する識別情報を含む。計測情報には、センサ装置４２１が計測情報を送信するときにＲＴＣ４３６から取得したＲＴＣ時刻が含まれる。

また、センサ装置４２１が送信するデータ量を削減する方法としては、データを圧縮する方法や、２回目以降の値は前回の計測値との差分のみを保存するような方法が考えられる。計測時刻についても差分を保存することでデータ量を削減することができる。

以上説明したように、１回目の計測値を取得したときにＲＴＣ４３６から取得した時刻（１回目の計測時刻）と、１回目の計測値と２～１０回目の計測値とを含む複数の計測値とを含む計測情報を中継装置４００に送信する。２～１０回目の計測時刻を送信しないため、結果として、収集装置２００が受信するデータの総量を削減することができる。

［時刻の補正方法］
図４は、収集装置２００が行う時刻の補正方法について説明する図である。

図４に示すように、センサ装置４２１は、生成した送信データを中継装置４００に送信する。中継装置４００は、センサ装置４２１から受信したデータに基づき送信データを生成する。中継装置４００は、生成した送信データを収集装置２００に送信する。収集装置２００は、中継装置４００から受信した時刻データを補正する。以下、具体的に説明する。

図３の例においては、記憶部４３４に記憶されたセンサ４１１、４１２のデータに基づき、センサ４１１、４１２の送信データを生成している。図４の例においては、記憶部４３４に記憶されたセンサ４１１のデータに基づき、センサ４１１の送信データを生成したものとする。ここでは、図３の例と類似するため、詳細な説明は省略する。

中継装置４００は、センサ装置４２１が送信したデータを受信する。中継装置４００は、センサ装置４２１からデータを受信したとき、ＮＴＰサーバ２２０から時刻を取得する。中継装置４００は、ＮＴＰサーバ２２０から取得した時刻（以下、「ＮＴＰ時刻」とも称する）をデータ受信時刻と判断する。

このように、中継装置４００は、計測情報を受信したときに、ＲＴＣ４３６とは異なる外部装置から現在時刻を取得するようにしている。たとえば、外部装置は、時刻を計時する機能を備えた装置である。本実施の形態では、外部装置として、ＮＴＰサーバ２２０を利用している。なお、これに限らず、外部から中継装置４００が現在時刻を取得できるものであれば、どのような方法を用いてもよい。

中継装置４００は、計測情報とＮＴＰ時刻とを収集装置２００に送信する。たとえば、送信時刻が２０２０年２月５日１２時４４分５８秒である場合は、センサ装置４２１の送信データに、「NTP = 2020/02/05 12:44:58」という情報が付加されて、収集装置２００に送信される。

本実施の形態においては、センサ装置４２１の送信時刻（ＲＴＣ時刻）と、中継装置４００の受信時刻（ＮＴＰ時刻）とのタイムラグがほぼ存在しないものとする。本実施の形態においては、センサ装置４２１と中継装置４００との間は、接続されるセンサ装置４２１の台数やセンサ装置４２１から中継装置４００までの通信経路が限定（固定）されたネットワークで構成され、通信経路を通るデータの送受信に関する応答時間（レスポンス）は、センサ装置４２１が計測値を取得した時刻を（現在時刻に対して）補正する精度よりも短い時間で完結できることを前提とする。

ＮＴＰ時刻は正確な現在時刻であるため、ＮＴＰ時刻とＲＴＣ時刻とに差分が発生した場合は、ＲＴＣ４３６が計時する時刻は、実際の現在時刻とは異なると判断することができる。

なお、本実施の形態では、センサ装置４２１と中継装置４００の通信を１対１として記載しているが、同一のローカルな環境（例えば社内ＬＡＮ）に複数台のセンサ装置を接続することも可能である。その際、各センサ装置と中継装置４００の通信には、接続されるすべてのセンサ装置が補正する最小単位時間以内に中継装置４００との通信を終えるだけのスループットが必要となる。

収集装置２００は、中継装置４００から受信したＲＴＣ時刻とＮＴＰ時刻との差分に基づいて１回目の計測時刻を補正する。本例では、ＮＴＰ時刻は、「2020/02/05 12:44:58」であり、ＲＴＣ時刻は、「2020/01/31 12:44:55」である。その差分（ＮＴＰ時刻－ＲＴＣ時刻）は、「0000/00/05 00:00:03」である。つまり、ＲＴＣ時刻は、正しい時刻であるＮＴＰ時刻よりも５日と３秒遅れている。

１回目の計測時刻「2020/01/31 12:34:56」に差分「0000/00/05 00:00:03」を加えたもの（2020/02/05 12:34:59）が正しい１回目の計測時刻（補正後の１回目の計測時刻）となる。また、センサ４１１の計測周期は６０秒（Freq = 60）であるため、２回目の計測時刻は、補正後の１回目の計測時刻に６０秒を足したもの（2020/02/05 12:35:59）となり、３回目の計測時刻は、補正後の２回目の計測時刻に６０秒を足したもの（2020/02/05 12:36:59）となる。以下同様にして、１０回目の計測時刻は、９回目の計測時刻に６０秒を足したもの（2020/02/05 12:45:59）となる。

センサ４１２のデータがセンサ装置４２１から送信された場合においても、同様の方法により時刻補正が行われた上で、１回目～１０回目の計測時刻が算出される。

このように、収集装置２００は、補正した１回目の計測時刻と中継装置４００から受信した計測周期とに基づいて、複数の計測値のそれぞれがセンサ４１１、４１２によって取得された時刻を算出する。

さらに、収集装置２００は、ＲＴＣ時刻とＮＴＰ時刻との差分が規定値（たとえば、１０秒）を超えた場合、ＲＴＣ４３６が計時する時刻が異常であると判定する。たとえば、上述の例のように、ＲＴＣ時刻とＮＴＰ時刻とが約５日も差がある場合、ＲＴＣ４３６が正確な現在時刻を計時しているとは言いがたい。このような場合、収集装置２００は、ＲＴＣ４３６が計時する時刻が異常であると判定して、時刻異常フラグをセットする。時刻異常フラグをセットされた場合、たとえば、収集装置２００は、ＲＴＣ４３６が計時する時刻が異常である旨を報知するようにしてもよい。

以上説明したように、センサ装置４２１が計測情報を送信するときにＲＴＣ４３６から取得したＲＴＣ時刻（送信時刻）と、ＮＴＰサーバから取得したＮＴＰ時刻との差分に基づいて１回目の計測時刻を補正するため、センサ装置４２１が計測値を取得した時刻を正確な時刻に補正することができる。

［センサ装置処理］
以下、センサ装置４２１、中継装置４００および収集装置２００が実行する処理を図５～図７のフローチャートを用いて説明する。

図５は、センサ装置処理を示すフローチャートである。センサ装置処理は、センサ装置４２１がセンサ４１１、４１２の計測値を取得して、中継装置４００へデータを送信する処理である。センサ装置処理は、ＣＰＵ４３１がＲＯＭ４３２に格納されているプログラムを実行することにより実現される。以下では、ステップを単にＳと記載する。

図５に示すように、センサ装置処理を開始すると、センサ装置４２１は、センサ４１１、４１２の計測値と計測時刻とを取得して記憶する（Ｓ１１）。具体的には、予め定められた計測周期ごとに計測値をセンサ４１１、４１２から取得する。センサ装置４２１は、計測値をセンサ４１１、４１２から取得したときに、ＲＴＣ４３６から計測時刻（現在時刻）を取得する。そして、計測値および計測時刻を記憶部４３４に記憶する。

次いで、センサ装置４２１は、センサ４１１またはセンサ４１２について、記憶部４３４に１０回分の計測値が記憶されたか否かを判定する（Ｓ１２）。センサ４１１またはセンサ４１２について、記憶部４３４に１０回分の計測値が記憶されたと判定されなかった場合は（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ１１の処理に戻る。

センサ４１１またはセンサ４１２について、記憶部４３４に１０回分の計測値が記憶されたと判定された場合は（Ｓ１２でＹＥＳ）、処理をＳ１３に進める。たとえば、センサ４１１（センサＩＤ＝０１）において、１０回分の計測値が記憶された場合は、図４に示したようなセンサ装置における記憶部データが記憶部４３４に記憶されている。

Ｓ１３～１７は、図４のセンサ装置における送信データを生成する処理である。Ｓ１３において、センサ装置４２１は、装置ＩＤ、センサＩＤ、計測周期を取得する。図４の例では、装置ＩＤ＝０１、センサＩＤ＝０１、計測周期＝６０秒である。

次いで、センサ装置４２１は、１回目の計測時刻を取得する（Ｓ１４）。図４の例では、１回目の計測時刻＝「２０２０年１月３１日１２時３４分５６秒」である。次いで、センサ装置４２１は、１～１０回目の計測値を取得する（Ｓ１５）。図４の例では、１～１０回目の計測値＝「２５．５」、「２５．４」・・・「２５．４」、「２５．６」である。

次いで、センサ装置４２１は、ＲＴＣ４３６から送信時刻（ＲＴＣ時刻）を取得する（Ｓ１６）。図４の例では、送信時刻＝「２０２０年１月３１日１２時４４分５５秒」である。次いで、センサ装置４２１は、送信データ（計測情報）を生成する（Ｓ１８）。たとえば、図４のセンサ装置における送信データのようなデータが生成される。

最後に、センサ装置４２１は、送信データを中継装置４００へ送信して（Ｓ１８）、センサ装置処理を終了する。

［中継装置処理］
図６は、中継装置処理を示すフローチャートである。中継装置処理は、中継装置４００がセンサ装置４２１から受信したデータに基づき生成したデータを収集装置２００に送信する処理である。中継装置処理は、ＣＰＵ４０１がＲＯＭ４０２に格納されているプログラムを実行することにより実現される。

図６に示すように、中継装置処理を開始すると、中継装置４００は、センサ装置４２１が送信したデータを受信したか否かを判定する（Ｓ２１）。中継装置４００は、センサ装置４２１が送信したデータを受信していない場合（Ｓ２１でＮＯ）は、センサ装置４２１が送信したデータを受信する（Ｓ２１でＹＥＳ）まで待機する。

中継装置４００は、センサ装置４２１が送信したデータを受信すると、受信データから計測情報を取得する（Ｓ２２）。図４の例においては、センサ装置における送信データ（計測情報）を、中継装置４００が取得する。

次いで、中継装置４００は、ＮＴＰサーバ２２０から現在時刻（ＮＴＰ時刻）を取得する（Ｓ２３）。図４の例では、ＮＴＰ時刻＝「２０２０年２月５日１２時４４分５８秒」である。次いで、中継装置４００は、送信データを生成する（Ｓ２４）。図４の例では、中継装置における送信データのようなデータを生成する。送信データは、センサ装置４２１から受信したデータにＮＴＰ時刻を付加したものである。

最後に、中継装置４００は、送信データを収集装置２００へ送信して（Ｓ２５）、中継装置処理を終了する。

［収集装置処理］
図７は、収集装置処理を示すフローチャートである。収集装置処理は、収集装置２００が中継装置４００から受信したデータ補正する処理である。収集装置処理は、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ２０２に格納されているプログラムを実行することにより実現される。

図７に示すように、収集装置処理を開始すると、収集装置２００は、中継装置４００が送信したデータを受信したか否かを判定する（Ｓ３１）。収集装置２００は、中継装置４００が送信したデータを受信していない場合（Ｓ３１でＮＯ）は、中継装置４００が送信したデータを受信する（Ｓ３１でＹＥＳ）まで待機する。

収集装置２００は、中継装置４００が送信したデータを受信すると、受信データから計測情報およびＮＴＰ時刻を取得する（Ｓ３２）。次いで、収集装置２００は、差分値（ＮＴＰ時刻－ＲＴＣ時刻）を算出する（Ｓ３３）。たとえば、図４の例においては、ＮＴＰ時刻「2020/02/05 12:44:58」、ＲＴＣ時刻「2020/01/31 12:44:55」に対して、差分値は「0000/00/05 00:00:03」である。

次いで、収集装置２００は、差分値が規定値を超えたか否かを判定する（Ｓ３４）。たとえば、規定値は「１０秒」である。図４の例においては、ＲＴＣ時刻は、ＮＴＰ時刻よりも５日と３秒遅れているため、規定値を超えている。

差分値が規定値を超えている場合は（Ｓ３４でＹＥＳ）、時刻異常フラグをセットして（Ｓ３５）、Ｓ３６に処理を進める。差分値が規定値を超えていない場合は（Ｓ３４でＮＯ）、時刻異常フラグをセットすることなく、Ｓ３６に処理を進める。

Ｓ３６において、収集装置２００は、１回目の計測時刻＋差分値により、補正後の１回目の計測時刻を算出する（Ｓ３６）。図４の例においては、１回目の計測時刻「2020/01/31 12:34:56」に差分「0000/00/05 00:00:03」を加えた「2020/02/05 12:34:59」が補正後の１回目の計測時刻となる。

次いで、収集装置２００は、補正後の１回目の計測時刻と計測周期から２～１０回目の計測時刻を算出し（Ｓ３７）、収集装置処理を終了する。図４の例においては、センサ４１１の計測周期は６０秒であるため、２回目の計測時刻は、補正後の１回目の計測時刻に６０秒を足したもの（2020/02/05 12:35:59）となる。３回目～１０回目の計測時刻も同様に算出できる。

［変形例］
上記実施の形態では、図１に示した情報収集システム１０のように、センサ装置４２１に２つのセンサ４１１、４１２が接続され、中継装置４００を介して収集装置２００に接続される例について説明した。

しかし、これに限らず、図８のように情報収集システム１１を構成してもよい。図８は、変形例に係る情報収集システムの構成例を示す図である。図８に示すように、情報収集システム１１は、１つの収集装置２００に対して、複数の中継装置４００、５００、６００を備える。

たとえば、複数の中継装置４００、５００、６００は、それぞれ別の工場に備えるようにしてもよい。また、複数の端末３００、３０１が収集装置２００に接続可能であるようにしてもよい。

中継装置４００は、図１の例と同様に、１つのセンサ装置４２１と接続し、センサ装置４２１は２つのセンサ４１１、４１２と接続する。

これに対して、中継装置５００は、２つのセンサ装置５２１、５２２と接続する。センサ装置５２１は２つのセンサ５１１、５１２と接続する。センサ装置５２２は２つのセンサ５１３、５１４と接続する。

中継装置６００は、２つのセンサ装置６２１、６２２と接続する。センサ装置６２１は１つのセンサ６１１と接続する。センサ装置６２２は１つのセンサ６１２と接続する。

このように、中継装置は１つまたは複数備えるようにしてもよいし、センサ装置も１つまたは複数備えるようにしてもよい。また、１つのセンサ装置に対して１つのセンサを接続するようにしてもよいし、１つのセンサ装置に対して複数のセンサを接続するようにしてもよい。

なお、本実施の形態においては、センサ装置４２１の記憶部４３４に１０回分のセンサの計測データとそれぞれの計測データに対応する１０回分の計測時刻を記憶するようにした。しかし、これに限らず、記憶部４３４に１０回分のセンサの計測データと１回分の計測時刻を記憶するようにしてもよい。

また、センサ装置４２１の送信データとして、１０回分のセンサの計測データとそれぞれの計測データに対応する１０回分の計測時刻から、１０回分のセンサの計測データと１回分の計測時刻を生成するようにした。このように、本実施の形態においては、センサ装置４２１において、計測時刻のデータを１０回分から１回分に削減して、送信データ容量を削減するようにしている。しかし、これに限らず、中継装置４００側において、１０回分の計測時刻を１回分の計測時刻に削減するようにしてもよい。また、１回分の計測時刻は、１回目の計測時刻であるものに限らず、２～１０回目のいずれかの計測時刻であってもよい。

また、本実施の形態においては、収集装置２００において、ＮＴＰ時刻とＲＴＣ時刻との差分に基づいて時刻の補正処理を行うようにした。しかし、これに限らず、中継装置４００において時刻の補正処理を行うようにしてもよい。また、時刻の補正処理を含む収集装置処理（図７）を収集装置２００で実行するものに限らず、このような処理を、端末３００側で実行させるようにしてもよい。

本実施の形態において開示した構成を適用することにより、携帯電話などの通信機器、炊飯器、洗濯機、エアコンなどの家電機器、自動車などの車載機器や航空宇宙機器、医療機器、農業機器、信号機やエレベータ、自動販売機などの設備機器、工場などで稼働する産業機器と言った幅広い分野での利用が見込まれる。

［態様］
上述した例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る情報収集システムは、少なくとも１つのセンサと接続されるセンサ装置と、センサの計測値を収集する収集装置と、センサ装置と収集装置との間の通信を中継する中継装置とを備える。センサ装置は、時刻を計時する計時部を含む。センサ装置は、所定周期ごとに前記センサの計測値を取得することにより、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値をセンサから取得する。センサ装置は、第１計測値を取得したときに計時部から第１時刻を取得する。センサ装置は、計測周期と第１時刻と複数の計測値とを含む計測情報を中継装置に送信する。計測情報には、センサ装置が計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻が含まれる。中継装置は、計測情報を受信したときに、計時部とは異なる外部装置から第３時刻を取得する。中継装置は、計測情報と第３時刻とを収集装置に送信する。収集装置は、中継装置から受信した第２時刻と第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正する。収集装置は、補正した第１時刻と中継装置から受信した計測周期とに基づいて、複数の計測値のそれぞれがセンサによって取得された時刻を算出する。

第１項に記載の情報収集システムによれば、第１計測値を取得したときに計時部から取得した第１時刻と、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値とを含む計測情報を中継装置に送信するため、収集装置が受信するデータの総量を削減することができる。また、センサ装置が計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻と、外部装置から取得した第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正するため、センサ装置が計測値を取得した時刻を正確な時刻に補正することができる。

（第２項）第１項に記載の情報収集システムでは、センサ装置は、複数の計測値と、複数の計測値のそれぞれを取得したときに計時部から取得した時刻とを記憶する記憶部をさらに備える。

第２項に記載の情報収集システムによれば、記憶部には、第２計測値を取得したときに計時部から取得した時刻が記憶される一方で、中継装置に対して計測情報を送信する際には、第２計測値を取得したときに計時部から取得した時刻を送信しないため、収集装置が受信するデータの総量を削減することができる。

（第３項）第１項または第２項に記載の情報収集システムでは、センサ装置は、複数のセンサと接続する。計測情報は、複数のセンサのそれぞれを識別する識別情報を含む。

第３項に記載の情報収集システムによれば、センサ装置が複数のセンサと接続される場合において、収集装置側で複数のセンサを識別することができる。

（第４項）第１項～第３項のいずれか１項に記載の情報収集システムでは、外部装置は、ＮＴＰサーバである。

第４項に記載の情報収集システムによれば、センサ装置が計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻と、ＮＴＰサーバから取得した第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正するため、センサ装置が計測値を取得した時刻を正確な時刻に補正することができる。

（第５項）第１項～第４項のいずれか１項に記載の情報収集システムでは、収集装置は、第２時刻と第３時刻との差分が規定値を超えた場合、計時部が計時する時刻が異常であると判定する。

第５項に記載の情報収集システムによれば、計時部が計時する時刻が不正確である場合や、計時部に故障が発生した場合に、収集装置側で異常として認識することができる。

（第６項）一態様に係る収集装置は、少なくとも１つのセンサの計測値を収集する収集装置である。センサは、センサ装置と接続される。センサ装置が取得したセンサの計測値は、中継装置によって中継されて収集装置へ送信される。センサ装置は、時刻を計時する計時部を含む。センサ装置は、時刻を計時する計時部を含む。センサ装置は、所定周期ごとにセンサの計測値を取得することにより、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値をセンサから取得する。センサ装置は、第１計測値を取得したときに計時部から第１時刻を取得する。センサ装置は、計測周期と第１時刻と複数の計測値とを含む計測情報を中継装置に送信する。計測情報には、センサ装置が計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻が含まれる。中継装置は、計測情報を受信したときに、外部装置から第３時刻を取得する。中継装置は、計測情報と第３時刻とを収集装置に送信する。収集装置は、中継装置から受信した第２時刻と第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正する。収集装置は、補正した第１時刻と中継装置から受信した計測周期とに基づいて、複数の計測値のそれぞれがセンサによって取得された時刻を算出する。

第６項に記載の収集装置によれば、第１計測値を取得したときに計時部から取得した第１時刻と、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値とを含む計測情報を中継装置に送信するため、収集装置が受信するデータの総量を削減することができる。また、センサ装置が計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻と、外部装置から取得した第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正するため、センサ装置が計測値を取得した時刻を正確な時刻に補正することができる。

（第７項）一態様に係る制御方法は、情報収集システムを制御する。情報収集システムは、時刻を計時する計時部を備える。制御方法は、所定周期ごとにセンサの計測値を取得することにより、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値を前記センサから取得するステップと、第１計測値を取得したときに計時部から第１時刻を取得するステップと、計測周期と第１時刻と複数の計測値とを含む計測情報を送信するステップとを含む。計測情報には、計測情報を送信するステップが計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻が含まれる。制御方法は、送信された計測情報を受信したときに、計時部とは異なる外部装置から第３時刻を取得するステップと、第２時刻と第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正するステップと、補正した第１時刻と計測周期とに基づいて、複数の計測値のそれぞれがセンサによって取得された時刻を算出するステップとをさらに含む。

第７項に記載の情報収集方法によれば、第１計測値を取得したときに計時部から取得した第１時刻と、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値とを含む計測情報を送信するため、受信するデータの総量を削減することができる。また、計測情報を送信するときに計時部から取得した第２時刻と、外部装置から取得した第３時刻との差分に基づいて第１時刻を補正するため、計測値を取得した時刻を正確な時刻に補正することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０、１１ 情報収集システム、１００ インターネット、２００ 収集装置、２０１ ＣＰＵ、２０２ ＲＯＭ、２０３ ＲＡＭ、２０４ 記憶部、２０５ 通信インターフェイス、２２０ ＮＴＰサーバ、３００、３０１ 端末、４００ 中継装置、４０１ ＣＰＵ、４０２ ＲＯＭ、４０３ ＲＡＭ、４０４ 記憶部、４０５ 通信インターフェイス、４１１、４１２ センサ、４２１ センサ装置、４３１ ＣＰＵ、４３２ ＲＯＭ、４３３ ＲＡＭ、４３４ 記憶部、４３５ 通信インターフェイス、４３６ ＲＴＣ、４３７ Ｉ／Ｏインターフェイス、５００ 中継装置、５１１、５１２、５１３、５１４ センサ、５２１、５２２ センサ装置、６００ 中継装置、６１１、６１２ センサ、６２１、６２２ センサ装置。

Claims (7)

1. 情報収集システムであって、
   少なくとも１つのセンサと接続されるセンサ装置と、
   前記センサの計測値を収集する収集装置と、
   前記センサ装置と前記収集装置との間の通信を中継する中継装置とを備え、
   前記センサ装置は、
   時刻を計時する計時部を含み、
   所定周期ごとに前記センサの計測値を取得することにより、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値を前記センサから取得し、
   前記第１計測値を取得したときに前記計時部から第１時刻を取得し、
   前記所定周期と前記第１時刻と前記複数の計測値とを含む計測情報を前記中継装置に送信し、
   前記計測情報には、前記センサ装置が前記計測情報を送信するときに前記計時部から取得した第２時刻が含まれ、
   前記中継装置は、
   前記計測情報を受信したときに、前記計時部とは異なる外部装置から第３時刻を取得し、
   前記計測情報と前記第３時刻とを前記収集装置に送信し、
   前記収集装置は、
   前記中継装置から受信した前記第２時刻と前記第３時刻との差分に基づいて前記第１時刻を補正し、
   補正した前記第１時刻と前記中継装置から受信した前記所定周期とに基づいて、前記複数の計測値のそれぞれが前記センサによって取得された時刻を算出し、
   前記センサ装置と前記中継装置とは、同一建物内に設置され、
   前記収集装置は、インターネットを介して前記中継装置と接続可能なサーバ装置である、情報収集システム。
2. 前記センサ装置は、前記複数の計測値と、前記複数の計測値のそれぞれを取得したときに前記計時部から取得した時刻とを記憶する記憶部をさらに備える、請求項１に記載の情報収集システム。
3. 前記センサ装置は、複数の前記センサと接続し、
   前記計測情報は、複数の前記センサのそれぞれを識別する識別情報を含む、請求項１または請求項２に記載の情報収集システム。
4. 前記外部装置は、ＮＴＰサーバである、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の情報収集システム。
5. 前記収集装置は、前記第２時刻と前記第３時刻との差分が規定値を超えた場合、前記計時部が計時する時刻が異常であると判定する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の情報収集システム。
6. 少なくとも１つのセンサの計測値を収集する収集装置であって、
   前記センサは、センサ装置と接続され、
   前記センサ装置が取得した前記センサの計測値は、中継装置によって中継されて前記収集装置へ送信され、
   前記センサ装置は、
   時刻を計時する計時部を含み、
   所定周期ごとに前記センサの計測値を取得することにより、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値を前記センサから取得し、
   前記第１計測値を取得したときに前記計時部から第１時刻を取得し、
   前記所定周期と前記第１時刻と前記複数の計測値とを含む計測情報を前記中継装置に送信し、
   前記計測情報には、前記センサ装置が前記計測情報を送信するときに前記計時部から取得した第２時刻が含まれ、
   前記中継装置は、
   前記計測情報を受信したときに、前記計時部とは異なる外部装置から第３時刻を取得し、
   前記計測情報と前記第３時刻とを前記収集装置に送信し、
   前記収集装置は、
   前記中継装置から受信した前記第２時刻と前記第３時刻との差分に基づいて前記第１時刻を補正し、
   補正した前記第１時刻と前記中継装置から受信した前記所定周期とに基づいて、前記複数の計測値のそれぞれが前記センサによって取得された時刻を算出し、
   前記センサ装置と前記中継装置とは、同一建物内に設置され、
   前記収集装置は、インターネットを介して前記中継装置と接続可能なサーバ装置である、収集装置。
7. 情報収集システムを制御する制御方法であって、
   前記情報収集システムは、
   少なくとも１つのセンサと接続されるセンサ装置と、
   前記センサの計測値を収集する収集装置と、
   前記センサ装置と前記収集装置との間の通信を中継する中継装置とを備え、
   前記センサ装置は、時刻を計時する計時部を含み、
   前記制御方法は、
   前記センサ装置が、所定周期ごとに前記センサの計測値を取得することにより、第１計測値と第２計測値とを含む複数の計測値を前記センサから取得するステップと、
   前記センサ装置が、前記第１計測値を取得したときに前記計時部から第１時刻を取得するステップと、
   前記センサ装置が、前記所定周期と前記第１時刻と前記複数の計測値とを含む計測情報を前記中継装置に送信するステップとを含み、
   前記計測情報には、前記センサ装置が前記計測情報を送信するときに前記計時部から取得した第２時刻が含まれ、
   前記制御方法は、
   前記中継装置が、前記計測情報を受信したときに、前記計時部とは異なる外部装置から第３時刻を取得するステップと、
   前記中継装置が、前記計測情報と前記第３時刻とを前記収集装置に送信するステップと、
   前記収集装置が、前記中継装置から受信した前記第２時刻と前記第３時刻との差分に基づいて前記第１時刻を補正するステップと、
   前記収集装置が、補正した前記第１時刻と前記中継装置から受信した前記所定周期とに基づいて、前記複数の計測値のそれぞれが前記センサによって取得された時刻を算出するステップとをさらに含み、
   前記センサ装置と前記中継装置とは、同一建物内に設置され、
   前記収集装置は、インターネットを介して前記中継装置と接続可能なサーバ装置である、制御方法。
   

Images