JPWO2005055164A1 - Environmental monitoring method and system - Google Patents

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Abstract

本発明は、分子認識技術を用い、検知対象分子の物理的構造・化学的性質のデータベース及びWebを用いたネットワーク化によるガス分子・水中分子の環境モニタリングシステムを構築する。本発明は、ガスの発生状況をモニタリングするため複数のモニタリング地点に設置された複数のセンサデバイスにより検出された計測データを、ネットワークを介して中央サーバに伝送する。該中央サーバは、分子種推定用のデータベースを備え、計測データを該データベース上のデータと照合かつ判定して、ガスの分子種を推定し、有害であると判断される分子種が特定されるとき、モニタリング地点に設置されたガス除去装置を作動させる。The present invention uses a molecular recognition technology to construct an environment monitoring system for gas molecules and underwater molecules by networking using a database of physical structures and chemical properties of molecules to be detected and Web. The present invention transmits measurement data detected by a plurality of sensor devices installed at a plurality of monitoring points to monitor a gas generation state to a central server via a network. The central server has a database for molecular species estimation, compares and determines measurement data with data on the database, estimates the molecular species of gas, and identifies the molecular species judged to be harmful When the gas removal device installed at the monitoring point is activated.

Description

本発明は、モニタリング地点に設置されたセンサデバイスにより検出された計測データを、ネットワークを介して特定し、有害であると判断されるガス分子或いは水中分子の分子種が特定されるとき、モニタリング地点に設置されたガス分子或いは水中分子の除去装置を作動させる環境モニタリング方法及びシステムに関する。  The present invention specifies measurement data detected by a sensor device installed at a monitoring point via a network, and when a molecular species of a gas molecule or an underwater molecule determined to be harmful is specified, the monitoring point The present invention relates to an environmental monitoring method and system for operating an apparatus for removing gas molecules or underwater molecules installed in the system.

近年、我々を取り巻く環境に関する懸念から、大気環境保全、水質保全を推進する声が高まり、環境モニタリングの重要性が認識されてきた。そして、その対象として期待される物質はダイオキシン・NOx等増加する一方である。そのため、各種ガス及び水中成分に対するセンサの開発が進んでいる。このようなセンサの原理は様々なものがあるが、そのほとんどはガスの化学的性質(酸化性・還元性等)を用いたものであり、その選択性には限界がある。そこで、厳密な成分分析を行う必要がある場合、ガスクロマトグラフィ等の大型装置を用いているのが現状である。  In recent years, due to environmental concerns surrounding us, voices promoting air quality conservation and water quality conservation have increased, and the importance of environmental monitoring has been recognized. And the substance expected as the target is increasing with dioxin, NOx and so on. Therefore, development of sensors for various gases and underwater components is progressing. There are various principles of such sensors, but most of them use gas chemical properties (oxidation, reduction, etc.), and their selectivity is limited. Therefore, when it is necessary to perform strict component analysis, a large apparatus such as gas chromatography is currently used.

このような大気や水質検査においては、省庁関係機関及び地方公共団体関係機関は、対象となる気体・液体をサンプリングバッグ・サンプル瓶で持ち帰った後に分析を行なってきた。身近な例としては、三宅島の噴火の際、島内の硫黄系ガスの濃度を測定するため、東京都の職員が直接現地へ赴き、島各部のガスをサンプリングバッグに入れて持ち帰って検査機関において調査をした。また、河川の水質検査はいまだにこうしたサンプリングによる持ち帰りが行われている。しかし、この方法では人手・手間がかかる上、調査員を有害ガス雰囲気に晒す危険性もある。  In such air and water quality inspections, ministries and local government agencies have conducted analysis after bringing the target gas / liquid back in a sampling bag / sample bottle. As a familiar example, during the eruption of Miyakejima, in order to measure the concentration of sulfur-based gas in the island, Tokyo staff went directly to the site, brought the gas of each part of the island into a sampling bag and brought back to the inspection organization Did. In addition, river water quality tests are still being carried out by sampling. However, this method is labor intensive and labor intensive, and may expose the investigator to a hazardous gas atmosphere.

一方、TCP/IPによるネットワークの構築が全世界的に完成形に近づきつつある。さらに、今後無線LANによるネットワーク構築が本格化すると予想される。無線LANは、元来オフィス等屋内での利用を主眼として開発されたものであるが、近年屋外を含む公衆サービスが展開され始めている。また、電車内においてもサービスを行うべく成田エクスプレスではテストが行われている。このようなインフラがより一層整備されると、携帯電話と同じ感覚で無線LANが利用できるようになることが予想される。  On the other hand, the construction of a network by TCP / IP is approaching a complete form worldwide. Furthermore, it is expected that network construction by wireless LAN will become full-scale in the future. Wireless LANs were originally developed mainly for indoor use such as offices, but public services including the outdoors have recently begun to be deployed. The Narita Express is also being tested to provide service on the train. If such an infrastructure is further improved, it is expected that a wireless LAN can be used in the same manner as a mobile phone.

そこで近年の通信技術を用いた遠隔地の環境計測が考えられるが、上記の理由で精密な分析システムはつくられていない。しかし、近年のナノテクノロジーの進歩により、分子の形状・大きさといったこれまで測定できなかった物理量の測定法が進化し、ガス成分・水中成分に対する分子認識は以前ほど困難なものではなくなってきた。  Therefore, remote environment measurement using communication technology in recent years can be considered, but a precise analysis system has not been created for the above reasons. However, due to recent advances in nanotechnology, methods for measuring physical quantities that could not be measured, such as the shape and size of molecules, have evolved, and molecular recognition of gas and water components has become less difficult than before.

例えば、特許文献1は、複数種類のガスについて得られた吸着特性を、データベースとしてコンピュータ内に用意しておき、未知のガスについての弁別を可能にする技術を開示する。
特開2000−249644号公報
For example, Patent Document 1 discloses a technique that enables adsorption characteristics obtained for a plurality of types of gases to be prepared in a computer as a database and enables discrimination for unknown gases.
JP 2000-249644 A

そこで本発明は、上述した分子認識技術を用い、検知対象分子の物理的構造・化学的性質のデータベース化及びWebを用いたネットワーク化によるガス分子・水中分子の環境モニタリングシステムを構築することを目的としている。  Accordingly, the object of the present invention is to construct an environmental monitoring system for gas molecules and underwater molecules by creating a database of physical structures and chemical properties of molecules to be detected and networking using the Web, using the molecular recognition technology described above. It is said.

本発明の環境モニタリングシステムは、リアルタイム環境情報配信のために応用することができ、この場合、遠隔地の情報をより多く、より正確に、リアルタイムに提供することが可能となる。例えば、工場周辺におけるガス濃度を常時モニタリングし、その情報を近隣の住民に提供することにより、その企業は周辺住民に不安感を与えることもなくなり、それが結果的に企業価値を上げることになる。  The environmental monitoring system of the present invention can be applied for real-time environmental information distribution, and in this case, it is possible to provide more remote information more accurately and in real time. For example, by constantly monitoring the gas concentration in the vicinity of the factory and providing the information to neighboring residents, the company does not give anxiety to neighboring residents, which in turn increases corporate value. .

また、本発明を、介護センサシステムのような室内の環境モニタリングシステムに応用することができ、この場合、フィードバック制御により「環境制御システム」を構築することが可能となる。例えば、ガスの異常な発生を検知すると同時にガス除去装置を作動するシステムを構築できる。  Further, the present invention can be applied to an indoor environment monitoring system such as a care sensor system, and in this case, an “environment control system” can be constructed by feedback control. For example, it is possible to construct a system that operates a gas removing device at the same time as detecting an abnormal gas generation.

本発明の環境モニタリング方法は、ガス分子或いは水中分子の発生状況をモニタリングするため複数のモニタリング地点に設置された複数のセンサデバイスにより検出された計測データを、ネットワークを介して中央サーバに伝送し、該中央サーバは、分子種推定用のデータベースを備え、計測データを該データベース上のデータと照合かつ判定して、ガス分子或いは水中分子の分子種を推定し、有害であると判断される分子種が特定されるとき、モニタリング地点に設置されたガス分子或いは水中分子の除去装置を作動させる。  The environmental monitoring method of the present invention transmits measurement data detected by a plurality of sensor devices installed at a plurality of monitoring points to monitor the occurrence state of gas molecules or underwater molecules to a central server via a network, The central server includes a molecular species estimation database, compares and determines measurement data with data on the database, estimates molecular species of gas molecules or underwater molecules, and is considered to be harmful. When is identified, the gas molecule or water molecule removal device installed at the monitoring point is activated.

また、本発明の環境モニタリングシステムは、ガス分子或いは水中分子の発生状況をモニタリングするため複数のモニタリング地点に設置された複数のセンサデバイスにより検出された計測データが、ネットワークを介して伝送される中央サーバと、該中央サーバに備えられる分子種推定用のデータベースと、計測データを該データベース上のデータと照合かつ判定して、ガス分子或いは水中分子の分子種を推定する分子種特定部と、有害であると判断される分子種が特定されるとき、モニタリング地点に設置されたガス分子或いは水中分子の除去装置を作動させる制御部と、から構成される。  In addition, the environmental monitoring system of the present invention is a centralized system in which measurement data detected by a plurality of sensor devices installed at a plurality of monitoring points is transmitted via a network in order to monitor the generation state of gas molecules or underwater molecules. A server, a molecular species estimation database provided in the central server, a molecular species identification unit that estimates the molecular species of gas molecules or underwater molecules by collating and determining measurement data with data on the database, and harmful And a control unit that operates a gas molecule or underwater molecule removal device installed at a monitoring point when a molecular species determined to be is identified.

また、本発明は、前記センサデバイス及び空気清浄機等のガス除去装置を、要介護者のベッドの近くに配置して、検知対象物質を検知したときにガス除去装置を作動させる介護システムに応用することができる。  In addition, the present invention is applied to a care system in which the gas removal device such as the sensor device and the air purifier is arranged near the bed of a care recipient and the gas removal device is activated when a detection target substance is detected. can do.

本発明によれば、遠隔地の情報をより多く、より正確に、リアルタイムに提供することが可能となる。例えば、工場周辺におけるガス濃度を常時モニタリングし、その情報を近隣の住民に提供することにより、その企業は周辺住民に不安感を与えることもなくなり、それが結果的に企業価値を上げることになる。  ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide more information of a remote place more accurately and in real time. For example, by constantly monitoring the gas concentration in the vicinity of the factory and providing the information to neighboring residents, the company does not give anxiety to neighboring residents, which in turn increases corporate value. .

また、本発明は、室内のシステムに応用することができ、この場合、フィードバック制御により「環境制御システム」を構築することが可能となる。例えば、ガスの異常な発生を検知すると同時にガス除去装置を作動するシステムを構築できる。  The present invention can be applied to an indoor system. In this case, an “environment control system” can be constructed by feedback control. For example, it is possible to construct a system that operates a gas removing device at the same time as detecting an abnormal gas generation.

本発明を具体化する環境モニタリングシステムの概略構成を例示する図である。It is a figure which illustrates schematic structure of the environmental monitoring system which actualizes this invention. 本発明を具体化する環境モニタリングシステムを、病院の病室環境のモニタリング及び制御のために応用した介護システムを示す図である。It is a figure which shows the care system which applied the environment monitoring system which embodies this invention for monitoring and control of the hospital room environment. 図2に例示した各病室における装置の詳細な配置構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the detailed arrangement configuration of the apparatus in each hospital room illustrated in FIG. 経過時間に対する窒素系ガス(NH)濃度の時間変化を示すグラフである。Nitrogen-based gas with respect to the elapsed time is a graph showing temporal changes of (NH 3) concentration. 経過時間に対する硫黄系ガス(HS)濃度の時間変化を示すグラフである。It is a graph showing the time variation of the sulfur-based gas (H 2 S) concentration with respect to the elapsed time. 経過時間に対する温度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change with respect to elapsed time. 経過時間に対する湿度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the humidity change with respect to elapsed time.

以下、例示に基づき本発明を説明する。図1は、本発明を具体化する環境モニタリングシステムの概略構成を例示する図である。図示したように、複数のモニタリング地点(2つのみ例示)においてセンサデバイスが、ガスの発生状況をモニタリングしており、その検出データは、TCP/IP経由で中央サーバに伝送される。以下、ガス分子をモニタリングする場合を例として説明するが、本発明は、河川中に流れ出るドデシルベンゼンスルホン酸などのような界面活性剤(洗剤)や有害重金属イオン、アンモニアや硫化水素、トリクロロエチレンなどの有害物質などの水中分子の検出、或いはまた水中に分散した油脂物質を検出する場合のように、水中分子のモニタリングにも同様に適用することができる。  Hereinafter, the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an environmental monitoring system that embodies the present invention. As shown in the figure, the sensor device monitors the gas generation status at a plurality of monitoring points (only two are illustrated), and the detection data is transmitted to the central server via TCP / IP. Hereinafter, the case where gas molecules are monitored will be described as an example. However, the present invention is not limited to surfactants (detergents) such as dodecylbenzenesulfonic acid that flows into rivers, harmful heavy metal ions, ammonia, hydrogen sulfide, trichloroethylene, and the like. The present invention can be similarly applied to monitoring of water molecules, such as detection of underwater molecules such as harmful substances, and / or detection of oil and fat substances dispersed in water.

中央サーバには、分子種推定用のデータベースが備えられており、各分子種に対するセンサ応答特性は分子の大きさ・化学的性質の2パラメータによって分類され、このデータベースに格納されている。このため、遠隔地の計測データはデータベース上のデータと照合・判定され、分子種を推定することができる。このように、多数の分子のセンサ応答特性が、このデータベースに蓄積され、未知のガスに対する測定結果をこのデータベースと照合することにより分子種を特定し、人体に有害であるか否かを判断することができる。つまり、最低限のセンサデバイス素子のみを現場付近、もしくは電柱、送電用鉄塔など一定の間隔で配置させることによってセンシングし、データ照合のためのデータベースは別のところにおいて、集中管理することが可能となる。  The central server is provided with a database for molecular species estimation, and sensor response characteristics for each molecular species are classified according to two parameters of molecular size and chemical property and stored in this database. For this reason, the measurement data of a remote place are collated and judged with the data on a database, and a molecular species can be estimated. In this way, sensor response characteristics of a large number of molecules are accumulated in this database, and the measurement results for unknown gases are collated with this database to identify molecular species and determine whether they are harmful to the human body. be able to. In other words, it is possible to sense by arranging only the minimum sensor device elements near the site or at regular intervals such as utility poles and power transmission towers, and the database for data verification can be centrally managed elsewhere. Become.

更に、この方法により、分子に関する情報を各センサからデータベースに集めることにより、センサ出力から未知の分子が検出された場合にその情報をデータベースに格納する自己学習型センサネットワークを形成することが可能になる。或いは、各センサが、データベースから分子情報をダウンロードすることにより、最新の分子情報リストを入手することが可能となる。本発明によれば、単なる計測技術であった分子認識技術を、ネットワークに接続し、双方向ネットワークを形成することによりコンテンツ化することが可能になる。このように、分析技術と通信技術の融合により、分子認識技術をはじめとする分析技術の更なる発展を促すことが可能になる。  Furthermore, by collecting information on molecules from each sensor in the database by this method, it is possible to form a self-learning sensor network that stores information in the database when unknown molecules are detected from the sensor output. Become. Alternatively, each sensor can download the molecular information from the database, thereby obtaining the latest molecular information list. According to the present invention, it is possible to create a content by connecting a molecular recognition technology, which is a simple measurement technology, to a network and forming a bidirectional network. As described above, the fusion of analysis technology and communication technology can facilitate further development of analysis technology including molecular recognition technology.

本システムは、工場・病院・介護施設等に設置することを想定し、複数のセンサからの出力は、中央サーバの環境データ蓄積データベースに蓄積される。このデータベースは、本社など任意の場所に設置することができ、また、異常が起こった際には速やかに警告が表示され、対処が速やかに行われる。このデータベースに蓄積された環境データは、TCP/IPネットワークに接続されたどの端末装置からも閲覧するよう構成できる。LANを用いることにより、特別な装置が無くても、インターネットに接続可能なPCがあればセンサ出力の閲覧が可能となる。このため、遠隔地からのデータ閲覧或いはシステムの操作が簡単に行われる。さらに、この環境データは、Webサーバを介しインターネットなどのネットワークを通じて、Webブラウザなどのクライアントソフトウェアの要求に応じて送信するよう構成できる。センサデバイス、ガス除去装置、或いはWebサーバ等は、それぞれが独立したIPアドレスを有し、データの転送は無線LAN及び有線LANを用いて行う。  This system is assumed to be installed in factories, hospitals, care facilities, etc., and outputs from a plurality of sensors are accumulated in an environmental data accumulation database of a central server. This database can be installed in any location such as the head office, and when an abnormality occurs, a warning is promptly displayed and a response is promptly performed. The environmental data stored in this database can be viewed from any terminal device connected to the TCP / IP network. By using a LAN, even if there is no special device, the sensor output can be browsed if there is a PC that can be connected to the Internet. For this reason, data browsing or system operation from a remote place is easily performed. Further, the environment data can be configured to be transmitted in response to a request from client software such as a web browser via a web server and the like via the network. Each of the sensor device, the gas removal apparatus, the Web server, and the like has an independent IP address, and data transfer is performed using a wireless LAN and a wired LAN.

中央サーバのガス除去装置制御部は、分子種特定部で、有害な分子種を特定したとき、その出力をガス除去装置にフィードバック制御することにより空間環境を浄化する。このように、本発明は、センサ部とガス除去部の間を無線通信などによって結ぶことにより、空間全体の状況を把握することができ、ガス除去効率を向上させることが可能となる。さらに、TCP/IPネットワークを用いることにより、特別な装置を必要とせず、インターネットに接続可能なPCであれば遠隔地の環境モニタリング結果を閲覧することができる。  The gas removal device control unit of the central server purifies the spatial environment by performing feedback control of the output to the gas removal device when a harmful molecular species is identified by the molecular species identification unit. Thus, according to the present invention, the state of the entire space can be grasped by connecting the sensor unit and the gas removal unit by wireless communication or the like, and the gas removal efficiency can be improved. Furthermore, by using a TCP / IP network, it is possible to view the results of remote environmental monitoring with a PC that can be connected to the Internet without requiring a special device.

本発明の環境モニタリングシステムによれば、「世界中どこの環境も」「全世界どこからでも」有害ガスをモニタリングできるということである。特殊な受信機が手元に無くとも、火山噴煙よるガス発生、光化学スモッグ発生などがパソコンとLANさえあればどこでも即座に認識できるようになる。この環境モニタリングシステムを、温度センサ・湿度センサ等の分子認識技術を用いない通常の計測センサと組み合わせることにより総合的な環境計測が可能になる。  According to the environmental monitoring system of the present invention, it is possible to monitor harmful gases “anywhere in the world” or “from anywhere in the world”. Even if you do not have a special receiver, you can instantly recognize the occurrence of gas from volcanic plumes and photochemical smog as long as you have a personal computer and a LAN. By combining this environmental monitoring system with a normal measurement sensor that does not use molecular recognition technology such as a temperature sensor and a humidity sensor, comprehensive environmental measurement becomes possible.

図2は、本発明を具体化する環境モニタリングシステムを、病院の病室環境のモニタリング及び制御のために応用した介護システムを示す図である。このシステムは、ハンディサイズのガスセンサ1つ1つにIPアドレスを与え、それらの出力を遠隔地のサーバ(データ集積・異常検知用サーバ)に転送し、センサ出力の統括管理を行う。また、図1を参照して前述したように、このサーバに蓄積されたデータは、TCP/IPネットワークを介してサーバに接続されたどの端末装置からも閲覧可能に構成できる。  FIG. 2 is a diagram showing a care system in which an environment monitoring system embodying the present invention is applied for monitoring and controlling a hospital room environment. This system gives an IP address to each handy-sized gas sensor, transfers the output to a remote server (data accumulation / abnormality detection server), and performs overall management of the sensor output. Also, as described above with reference to FIG. 1, the data stored in this server can be configured to be browseable from any terminal device connected to the server via the TCP / IP network.

ここでの検知対象物質は、アンモニアガス(排尿検知)とメチルメルカプタンガス(排便検知)の2種類とし、このためのセンサを要介護者のベッドの近くに置くことにより状態異常を検知する。例示のシステムは、これらガスを検出して、エアコン、脱臭装置、放香装置などの空気清浄機をガス除去装置として作動させる。1つの病室のみを例示したが、通常複数の病室のそれぞれにおいて、同様な装置が備えられて、それぞれがデータ集積・異常検知用サーバに無線LANにより接続されている。  The detection target substances here are ammonia gas (urine detection) and methyl mercaptan gas (defecation detection), and a sensor for this is placed near the bed of the care recipient to detect abnormalities. The exemplary system detects these gases, and operates an air cleaner such as an air conditioner, a deodorizing device, and a deodorizing device as a gas removing device. Although only one hospital room is illustrated, each of a plurality of hospital rooms is usually provided with a similar device, and each is connected to a data accumulation / abnormality detection server via a wireless LAN.

センサセットは、上述したアンモニアガス及びメチルメルカプタンガスの2種類のガスセンサデバイス以外に温度及び湿度の計測を行うセンサデバイスを有している。各センサ出力は、無線LAN送受信ユニットを介して、データ集積・異常検知用サーバに転送される。このデータは、一定時間毎にサンプリングしたものを時系列に沿ってサーバに送信される。各センサセットにはネットワークアドレスを付与することにより、サーバによって、その所在地データを認識できる。  The sensor set has a sensor device that measures temperature and humidity in addition to the above-described two types of gas sensor devices, ammonia gas and methyl mercaptan gas. Each sensor output is transferred to the data accumulation / abnormality detection server via the wireless LAN transmission / reception unit. This data is sampled at regular intervals and transmitted to the server in time series. By assigning a network address to each sensor set, the location data can be recognized by the server.

このサーバにおいては、図1を参照して説明したように、分子種推定用データベースに蓄積されているデータを用いて、センサ出力を自動的にガス濃度に換算し、ガス濃度閾値を超えた際に状態異常と判断する。状態異常と判断されるときに、サーバは、無線LAN送受信ユニットを介して、エアコン、脱臭装置、放香装置などを作動制御する。  In this server, as described with reference to FIG. 1, the sensor output is automatically converted into the gas concentration using the data accumulated in the molecular species estimation database, and the gas concentration threshold is exceeded. It is determined that the condition is abnormal. When it is determined that the state is abnormal, the server controls the operation of an air conditioner, a deodorizing device, a deodorizing device, and the like via the wireless LAN transmission / reception unit.

図3は、図2に例示した各病室における装置の詳細な配置構成を例示する図である。フィルタとして例示したガス除去装置及び各センサと、送受信ユニットの間の通信は、それぞれが独立したIPアドレスを有し、データの転送は無線LAN及び有線LANを用いて行う。これによって、送受信ユニットは、センサ出力4種をサーバへ、同時にサーバからのフィルタ制御用信号を受け付ける。各数値に対して閾値を設定し、検出した値が閾値を超えるとき、空気清浄機等の周辺機器を制御するフィードバックをする。各ガスに対するセンサ感度を、サーバから補正可能にする。サーバは、感度劣化の指標データから各検出部の感度劣化を判断し、感度補正関数を一定時間毎に各センサに送信するよう構成できる。更に、各センサの出力異常・寿命を検知する構成を付加することにより、障害を未然に防ぐと共に、速やかに装置の修理・交換が可能となる。これによって、ガスセンサの劣化を適正に判断し、悪臭ガス濃度計測に生じる誤差を軽減することができる。  FIG. 3 is a diagram exemplifying a detailed arrangement configuration of devices in the respective hospital rooms illustrated in FIG. Communication between the gas removal device and each sensor exemplified as a filter and the transmission / reception unit has an independent IP address, and data transfer is performed using a wireless LAN and a wired LAN. Accordingly, the transmission / reception unit receives the four types of sensor outputs to the server and simultaneously receives a filter control signal from the server. A threshold is set for each numerical value, and when the detected value exceeds the threshold, feedback for controlling peripheral devices such as an air cleaner is provided. The sensor sensitivity for each gas can be corrected from the server. The server can be configured to determine the sensitivity deterioration of each detection unit from the index data of sensitivity deterioration, and to send a sensitivity correction function to each sensor at regular time intervals. Furthermore, by adding a configuration for detecting the output abnormality / life of each sensor, it is possible to prevent a failure and repair / replace the device promptly. As a result, it is possible to appropriately determine the deterioration of the gas sensor and reduce errors that occur in the malodorous gas concentration measurement.

送受信ユニットにWebサーバ機能を持たせることにより、これに接続されるデータ集積・異常検知用サーバは、htmlファイルとして送信されるファイルを構文解析して、センサデータを抽出、これを繰り返し、さらに日時を付属させ、時系列データとして確保して、一定時間毎にファイル書き出し保存してゆく。  By providing the transmission / reception unit with a Web server function, the data accumulation / abnormality detection server connected to the transmission / reception unit parses the file transmitted as an html file, extracts sensor data, repeats this, and repeats the date and time. Is attached, secured as time-series data, and written and saved at regular intervals.

サーバ或いはこれに接続されるクライアント(図示省略)において、TCPコマンドまたはhttpで特定センサのデータを獲得し、付随時間データを利用して随時グラフ描画してモニタリングする。これによって、多種類のガス濃度・温度・湿度をグラフィカルに表示することが可能となる。また、データを保存することによって、期間を選択する事で過去の特定時間帯センサデータを取り寄せることが可能になる。  In a server or a client (not shown) connected thereto, data of a specific sensor is acquired by a TCP command or http, and a graph is drawn at any time using accompanying time data for monitoring. This makes it possible to graphically display various types of gas concentrations, temperatures, and humidity. Further, by storing the data, it is possible to obtain past specific time zone sensor data by selecting a period.

このように、室内の複数のガス濃度を同時にリアルタイムにモニタリングし、異常が発生した際には空気清浄機等により状態を回復すると共に、遠隔地においてもWebブラウザにより異常発生を知ることができるシステムを構築できる。  In this way, a system that simultaneously monitors a plurality of indoor gas concentrations in real time and recovers the state by an air purifier or the like when an abnormality occurs, and can also detect the occurrence of the abnormality by a Web browser even in a remote place. Can be built.

上述の図2に示した病院の病室環境のモニタリング及び制御のために応用した介護システムを構築して、要介護者の協力を得て、7日間(約160時間)実際にガス濃度計測を行った結果は、以下の通りである。計測には窒素系ガスセンサ、硫黄系ガスセンサ、温度センサ、湿度センサを用いた。センサ設置場所には硫黄系ガス及び窒素系ガスに対する除去剤(活性炭ベース)を各1個設置し、センサを用いてそのガス除去効果を測定した。  The nursing care system applied for monitoring and control of the hospital room environment shown in Fig. 2 above was constructed, and the gas concentration was actually measured for 7 days (about 160 hours) with the cooperation of the care recipient. The results are as follows. For the measurement, a nitrogen gas sensor, a sulfur gas sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor were used. One removing agent (activated carbon base) for sulfur-based gas and nitrogen-based gas was installed at each sensor installation location, and the gas removal effect was measured using the sensor.

図4は、経過時間に対する窒素系ガス(NH)濃度の時間変化を、また、図5は、経過時間に対する硫黄系ガス(HS)濃度の時間変化を示すグラフである。これらグラフから、主な悪臭要因は窒素系ガスであることがわかる。図4に見られるように、アンモニアガスの濃度はほぼ横ばいとなっているが、5日目あたりから出力が上昇している。感応膜が高濃度の硫黄系ガスと反応してしまっている可能性が示されている。FIG. 4 is a graph showing the time change of the nitrogen-based gas (NH 3 ) concentration with respect to the elapsed time, and FIG. 5 is a graph showing the time change of the sulfur-based gas (H 2 S) concentration with respect to the elapsed time. From these graphs, it is understood that the main odor factor is nitrogen-based gas. As can be seen from FIG. 4, the ammonia gas concentration is almost flat, but the output has increased since around the fifth day. It has been shown that the sensitive membrane may have reacted with a high concentration of sulfur-based gas.

図5から、硫黄系ガス濃度は1日の中で周期的に濃度変化を起こしていることがわかる。日付が変わる点において補助線を引くと、濃度上昇が午前3時〜6時の時間帯に集中していることがわかる。これは、介護者がいない時間帯にガス濃度が上昇してしまっていることを示していると考えられる。  FIG. 5 shows that the sulfur-based gas concentration periodically changes in concentration during the day. When an auxiliary line is drawn at the point where the date changes, it can be seen that the concentration increase is concentrated in the time zone from 3 am to 6 am. This is considered to indicate that the gas concentration has increased in the time zone when there is no caregiver.

図6及び図7は、同時に測定した経過時間に対する温度変化を示すグラフ、及び経過時間に対する湿度変化をそれぞれ示すグラフである。測定環境の温度変化はほとんどなく、湿度変化が外乱の主な原因になることが示されている。  6 and 7 are a graph showing a temperature change with respect to the elapsed time measured simultaneously and a graph showing a humidity change with respect to the elapsed time, respectively. There is almost no temperature change in the measurement environment, and it has been shown that humidity changes are the main cause of disturbance.

このように、室内の複数のガス濃度を同時にリアルタイムにモニタリングし、異常発生を検知し、その原因を推定することが可能となる。  In this way, it is possible to simultaneously monitor a plurality of gas concentrations in the room in real time, detect the occurrence of an abnormality, and estimate the cause.

Claims (12)

ガス分子或いは水中分子の発生状況をモニタリングするため複数のモニタリング地点に設置された複数のセンサデバイスにより検出された計測データが、ネットワークを介して中央サーバに伝送され、
該中央サーバは、分子種推定用のデータベースを備え、
前記計測データを該データベース上のデータと照合かつ判定して、ガス分子或いは水中分子の分子種を推定し、有害であると判断される分子種が特定されるとき、前記モニタリング地点に設置されたガス分子或いは水中分子の除去装置を作動させることから成る環境モニタリング方法。
Measurement data detected by multiple sensor devices installed at multiple monitoring points to monitor the occurrence of gas molecules or underwater molecules is transmitted to a central server via a network,
The central server includes a database for molecular species estimation,
The measurement data is collated and determined with the data on the database to estimate the molecular species of gas molecules or underwater molecules, and when the molecular species judged to be harmful is identified, it is installed at the monitoring point An environmental monitoring method comprising operating a gas molecule or water molecule removal device.
前記モニタリング地点と前記中央サーバの間のデータの伝送は、TCP/IP経由で行われる請求項1に記載の環境モニタリング方法。The environmental monitoring method according to claim 1, wherein transmission of data between the monitoring point and the central server is performed via TCP / IP. 前記センサデバイスは、分子種推定用のデータベースからネットワークを介してダウンロードしたデータを用いて、ガス分子或いは水中分子の分子種を推定する請求項1に記載の環境モニタリング方法。The environmental monitoring method according to claim 1, wherein the sensor device estimates molecular species of gas molecules or underwater molecules using data downloaded from a database for molecular species estimation via a network. 前記中央サーバは、さらに環境データ蓄積用のデータベースを備え、ネットワークに接続されたどの端末装置からも閲覧できるよう構成した請求項1に記載の環境モニタリング方法。The environmental monitoring method according to claim 1, wherein the central server further includes a database for storing environmental data, and is configured to be browsed from any terminal device connected to the network. 前記センサデバイス及びガス分子或いは水中分子の除去装置は、それぞれが独立したIPアドレスを有し、データの転送は無線LAN及び有線LANを用いて行う請求項1に記載の環境モニタリング方法。The environmental monitoring method according to claim 1, wherein each of the sensor device and the gas molecule or underwater molecule removing device has an independent IP address, and data transfer is performed using a wireless LAN and a wired LAN. 前記センサデバイス及び空気清浄機等のガス除去装置を、要介護者のベッドの近くに配置して、検知対象物質を検知したときにガス除去装置を作動させる請求項1に記載の環境モニタリング方法。The environmental monitoring method according to claim 1, wherein the sensor device and a gas removal device such as an air purifier are arranged near a bed of a care recipient and the gas removal device is operated when a detection target substance is detected. ガス分子或いは水中分子の発生状況をモニタリングするため複数のモニタリング地点に設置された複数のセンサデバイスにより検出された計測データが、ネットワークを介して伝送される中央サーバと、
該中央サーバに備えられる分子種推定用のデータベースと、
前記計測データを該データベース上のデータと照合かつ判定して、ガス分子或いは水中分子の分子種を推定する分子種特定部と、
有害であると判断される分子種が特定されるとき、前記モニタリング地点に設置されたガス分子或いは水中分子の除去装置を作動させる制御部を備える、
ことから成る環境モニタリングシステム。
A central server for transmitting measurement data detected by a plurality of sensor devices installed at a plurality of monitoring points to monitor the generation state of gas molecules or underwater molecules, via a network;
A database for molecular species estimation provided in the central server;
Collating and determining the measurement data with the data on the database, and a molecular species specifying unit for estimating the molecular species of gas molecules or underwater molecules,
When a molecular species that is determined to be harmful is identified, a control unit that operates a gas molecule or water molecule removal device installed at the monitoring point is provided.
Environmental monitoring system consisting of
前記モニタリング地点と前記中央サーバの間のデータの伝送は、TCP/IP経由で行われる請求項7に記載の環境モニタリングシステム。The environmental monitoring system according to claim 7, wherein transmission of data between the monitoring point and the central server is performed via TCP / IP. 前記センサデバイスは、分子種推定用のデータベースからネットワークを介してダウンロードしたデータを用いて、ガス分子或いは水中分子の分子種を推定する請求項7に記載の環境モニタリングシステム。The environmental monitoring system according to claim 7, wherein the sensor device estimates molecular species of gas molecules or underwater molecules using data downloaded from a database for molecular species estimation via a network. 前記中央サーバは、さらに環境データ蓄積用のデータベースを備え、ネットワークに接続されたどの端末装置からも閲覧できるよう構成した請求項7に記載の環境モニタリングシステム。The environmental monitoring system according to claim 7, wherein the central server further includes a database for storing environmental data, and is configured to be browsed from any terminal device connected to the network. 前記センサデバイス及びガス分子或いは水中分子の除去装置は、それぞれが独立したIPアドレスを有し、データの転送は無線LAN及び有線LANを用いて行う請求項7に記載の環境モニタリングシステム。The environmental monitoring system according to claim 7, wherein each of the sensor device and the gas molecule or underwater molecule removing device has an independent IP address, and data transfer is performed using a wireless LAN and a wired LAN. 前記センサデバイス及び空気清浄機等のガス除去装置を、要介護者のベッドの近くに配置して、検知対象物質を検知したときにガス除去装置を作動させる介護システムを構成した請求項7に記載の環境モニタリングシステム。The gas removal apparatus such as the sensor device and the air purifier is disposed near a bed of a care recipient, and a nursing care system that operates the gas removal apparatus when detecting a detection target substance is configured. Environmental monitoring system.
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