(57)【要約】【課題】頻度を高くしてサンプリングすべきデータを測定するセンサノードを多数備え、かつ、無線ネットワークの通信帯域を安定的に確保可能なセンサネットワークシステムを提供することを目的とする。【解決手段】管理サーバと、所定の物理量を観測する１以上のセンサノードと、管理サーバとセンサノードを接続するネットワークと、を備えるセンサネットワークシステムにおいて、センサノードは、管理サーバからの要求によって、一定の観測時間の観測をし、観測によって得られた観測値を管理サーバに送り、管理サーバは、センサノードから送られた観測値と、ユーザによって指定された観測値の許容誤差とに基づいて、観測時間を決定する。【選択図】図１１Ａ
2010148027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の物理量を観測して観測値を取得するセンサと、
上記観測値を管理サーバに送信する無線通信部と、を有するセンサノードと、
上記観測値を受信する外部通信部と、
上記観測値と、指定される上記観測値の許容誤差とに基づいて、上記センサノードの第１の観測時間を決定する制御部と、を有する管理サーバと、
を備えるセンサネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサネットワークシステムにおいて、
上記制御部は、上記観測値から特徴量を抽出し、上記特徴量に基づいて複数の観測時間及び当該複数の観測時間それぞれの標準誤差を算出し、上記複数の観測時間の中から上記許容誤差と一致する上記標準誤差を示す観測時間を選択することにより、上記第１の観測時間を決定するセンサネットワークシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサネットワークシステムにおいて、
上記管理サーバは、上記標準誤差と上記複数の観測時間それぞれとの対応情報を記録する記録部を有するセンサネットワークシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のセンサネットワークシステムにおいて、
上記外部通信部は、上記センサノードに対して長期観測指示コマンドを送信し、
上記センサは、上記長期観測指示コマンドで指定される所定期間の観測値を取得し、
上記制御部は、上記所定期間の観測値を用いて上記第１の観測時間を決定するセンサネットワークシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のセンサネットワークシステムにおいて、
上記センサは、上記第１の観測時間で観測値を取得し、
上記第１の観測時間の観測値に基づいて決定される第２の観測時間が、上記第１の観測時間から所定量変化している場合、上記外部通信部は上記長期観測指示コマンドを再送するセンサネットワークシステム。
【請求項６】
請求項３に記載のセンサネットワークシステムにおいて、
上記センサネットワークシステムは、複数の上記センサノードを備え、
上記制御部は、上記複数のセンサノードそれぞれの上記第１の観測時間を合計し、観測時間合計が通信限界時間を越える場合、上記対応情報を用いて上記複数のセンサノードそれぞれに対して第３の観測時間を割り当てるセンサネットワークシステム。
【請求項７】
センサノードと、ネットワークを介して上記センサノードと接続される管理サーバと、を備えるセンサネットワークシステムにおけるセンサノードの管理方法において、
上記センサノードは、上記管理サーバからの要求によって、所定期間の観測値を取得して、上記観測値を上記管理サーバに送信し、
上記管理サーバは、上記観測値と、指定される上記観測値の許容誤差とに基づいて、上記センサノードの観測時間を決定するセンサノードの管理方法。
【請求項８】
請求項７に記載のセンサノードの管理方法において、
上記 管理サーバは、上記観測値から特徴量を抽出し、上記特徴量に基づいて複数の観測時間及び当該複数の観測時間それぞれの標準誤差を算出し、上記複数の観測時間の中から上記許容誤差と一致する上記標準誤差を示す観測時間を選択することにより、上記観測時間を決定するセンサノードの管理方法。
【請求項９】
請求項７に記載のセンサノードの管理方法であって、
上記センサネットワークシステムは、複数の上記センサノードを備え、
上記管理サーバは、上記許容誤差と上記ネットワークの通信帯域とに基づいて上記複数のセンサノードそれぞれの観測時間を決定し、上記決定された観測時間を上記複数のセンサノードそれぞれに設定するセンサノードの管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数のセンサノードが測定したデータを収集するセンサネットワークシステムに関し、特に、ノードの通信量を削減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、センサ機能を搭載した小型無線センサノード（以下、センサノード）、中継機（ルータノード）、基地局、及びセンサネットサーバ（以下、管理サーバ）から構成されるセンサネットワークシステムの開発が進められている。センサノードは、センサによって人又は場所の状態等に関するデータ（以下、センサデータ）を取得し、取得したセンサデータを中継機によってマルチホップに中継し、基地局を経由して管理サーバに送信する。管理サーバは、受信したセンサデータに基づいて、各種処理を実行する。
【０００３】
センサネットワークシステムにおけるキーデバイスは、小型、低電力を特徴とするセンサノードである。センサノードは、小型であるために装置や人を含むあらゆるモノへの設置が可能となる。また、センサノードは、低電力であるために外部給電することなく電池で数年間稼動させることが可能である。さらに、センサノードは、無線で通信するために、センサノードの設置場所の自由度が高く、広範囲へ設置することが可能である。
【０００４】
センサノードの特徴的な動作として、間欠動作がある。間欠動作とは、センサノードが、観測やデータ送信のようなタスクを実行する時のみ必要なハードウェアを駆動し、実行すべきタスクがない時はセンサ、無線部等の周辺ハードウェアを完全に停止し、マイコンも低電力モードで休眠させるという動作である。センサノードは、間欠動作を行うことによって、限られたバッテリの下で長時間の動作が可能となる。
【０００５】
センサノードのマイコンが所定の休眠時間を終了すると、センサノードのタイマ部が割り込みを発生させることによって、マイコンは通常動作モードへ復帰する。そしてセンサノードは、所定の手順に従い、観測を実行し、観測したデータを送信し、センサノード自身宛のデータがある場合にはポーリングによって受信し、該データを処理する。処理が終了した時点で、センサノードが実行すべき全てのタスクが終了している場合、センサノードのマイコンは再び所定時間の休眠に入る。センサノードは、センサノードで稼働するタスクの量や内容を変化させることによって、休眠期間の合間のタスク処理期間の長さを数１０ミリ秒から長くても１秒程度とし、休眠時間をタスク処理時間よりも長くすることができる。従来のセンサノードは、ほとんどの場合が、タスク処理時間よりも休眠時間が長い。
【０００６】
センサノードの間欠動作の基本的な特徴は、「タスクを実行する必要がない場合は休眠する」ことである。このため、間欠動作は、タスクのスケジューリングの方法によって多様に変化させることが可能である。例えば、センサノードは、複数のセンサを搭載し、センサ毎に観測するタスクの動作周期を別々に設定してもよい。また、観測、データ送信、データ受信の各々は、本来的には独立のタスクであるので、各々のタスク毎に独立の動作周期を設定してもよい。
【０００７】
本発明が対象とするセンサネットワークシステムは、測定対象物に多数のセンサノードを設置し、高頻度に観測したセンサデータを無線で取得して、解析するシステムであり、例えば、配管やポンプ、モータ等の機器の振動をモニタリングする異常診断・予防保全システムである。異常診断・予防保全システムの構成は、２００Ｈｚから２０ｋＨｚ程度の振動を計測する電池駆動振動センサノードを、配管・ポンプ等の１００箇所から数百箇所に常時設置し、センサノードが１分間の振動加速度の観測値を１時間ごとに計測し、管理サーバに無線通信を用いて観測値を送信し、管理サーバが観測値を診断することによって異常を検知する。
【０００８】
一方、センサノードの観測時間の設定に関して、センサネットワークシステムの管理者は、従来は経験則を用い、測定部位によって異なる振動パタンを全て計測できるような十分長い観測時間をセンサノードに設定し、観測していた。
【０００９】
さらに、従来のシステムは、管理サーバからの命令によって、センサノードごとに観測時間を設定している（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、センサの位置によって放射線量率が異なり、一回の観測時間では診断に必要な精度の情報が集まらない場合、複数回の観測データを用いて診断するものもある（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
また、親機や中継機との同期タイミングを高精度に確立することで、データ通信用の時間窓の時間幅を十分に狭く設定するものもある（例えば、特許文献３参照）。
【００１２】
また、監視対象の物理的動作に応じて、監視対象状態を検出するセンサを動作させることによって、監視対象を効率よく監視して、消費電力を抑制する技術もある（例えば、特許文献４参照）。
【００１３】
また、異常の場合に短いセンシング周期に設定し、高頻度で監視することによって、低消費電力化する技術もある（例えば、特許文献５参照）。
【００１４】
また、センサの接続位置から決まるパルス光の反射時間情報を記憶し、その情報に基づいて、ファイバフラッググレーティングセンサの反射光パルス列信号をＡ／Ｄ変換するためのタイミング信号を送出する技術もある（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開２００１−６０２０７号公報
【特許文献２】特開平１０−２２１４５２号公報
【特許文献３】特開２００８−４８０２７号公報
【特許文献４】特開２００５−３２９８５６号公報
【特許文献５】特開２００６−１８７３１６号公報
【特許文献６】特開２００５−３１５６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
異常診断・予防保全システムによって観測された振動の観測値を用いて設備の予防保全を行う場合、観測時間をどのような値にするかが課題となる。振動パタンは、振動を測定する部位によって異なる。定常的な振動であり、短時間の観測でその特徴が観測できる場合や、脈動など非定常な振動が存在し、振動の特徴を観測するためには長時間観測する必要がある場合が混在する。そのため、観測時間が過度に短い場合は、本来取得したい振動パタンがセンサノードによって観測されない場合がある。そこで、本発明は、センサノード毎に最適な観測時間を算出し、それぞれのセンサノードに最適な時間で振動を観測させることを目的とする。
【００１６】
従来の技術を用い、センサノードが十分長い観測時間で観測する場合、センサノードを多数設置する場合や、又はサンプリングする頻度を高くし、サンプリング周波数を高く設定する場合には、無線によって送信すべきデータ量が増大し、センサノードは、割り当てられた通信帯域の範囲で観測した全てのデータを送信できない。
【００１７】
また、特許文献１に記載の発明には、最適な観測時間を算出する方法は開示されておらず、管理者が観測時間をノードごとに設定する必要がある。
【００１８】
また、特許文献２に記載の発明は、本発明が対象とする領域に適用できない。なぜならば本発明が対象とする領域では、例えば１時間に一回観測するなど、観測の時間間隔が大きいため、複数回の観測データは振動パタンの変化を見るために使用する。よって、特許文献２に記載の発明のように、複数回の観測データを用いて一回分の観測とすると、本発明が対象とする領域では、振動パタンの変化が不明になる。
【００１９】
また、特許文献３に記載の発明は、観測時間を設定するものではない。
【００２０】
また、上記特許文献４〜６のいずれも、動作タイミングを制御するものであり、センサの観測時間を設定するものではない。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。すなわち、センサノードは、所定の物理量を観測して観測値を取得するセンサと、観測値を管理サーバに送信する無線通信部とを有する。また、管理サーバは、観測値を受信する外部通信部と、観測値と指定される観測値の許容誤差とに基づいて、センサノードの観測時間を決定する制御部とを有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の実施形態によると、高頻度で観測するセンサノードを多数備えた場合であっても、ユーザが要求する情報量を確保しつつ、通信データ量を削減し、無線ネットワークの通信帯域の逼迫を防ぐことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１及び図２Ａ、図２Ｂを用いて本発明の概要について説明する。
【００２４】
図１は、加速度振動波形をプロットした波形図である。
【００２５】
図２Ａは、図１の加速度振動波形の、それぞれ５０秒、１０秒、５秒間抽出した時系列データを用いて算出した周波数スペクトルをプロットした図である。
【００２６】
図２Ｂは、図１の加速度振動波形の、それぞれ５０秒、０．５秒間抽出した時系列データを用いて算出した周波数スペクトルをプロットした図である。
【００２７】
図１は、配管の振動加速度をサンプリング周波数２００Ｈｚで一定の観測時間をもって観測した結果をプロットしたものである。定常的に振動している配管に不具合があるかないかを診断する方法は、一定時間加速度を取得すればよい。本発明の目的は、診断に必要十分となる最適な観測時間を算出し、算出された最適観測時間で観測することによって、無線通信データ量を削減することである。図２Ａ及び図２Ｂは、図１の振動加速度に対する周波数スペクトルをプロットしている。破線１２０１は観測時間５０秒の振動加速度から求めた周波数スペクトルであり、実線１２０２は観測時間１０秒の振動加速度から求めた周波数スペクトルであり、実線１２０３は観測時間５秒の振動加速度から求めた周波数スペクトルであり、実線１２０４は観測時間０．５秒の振動加速度から求めた周波数スペクトルである。破線１２０１、折線１２０２、折線１２０３の周波数スペクトルはほぼ一致している。一方、折線１２０４の周波数スペクトルは破線１２０１と比較し大きく異なる。図２Ａ及び図２Ｂの中では、折線１２０３であらわされる、観測時間５秒の周波数スペクトルが、振動波形の特徴をもっとも顕著に表現し、かつデータ量がもっとも小さくなる最適観測時間となる。本発明の目的は、この観測時間５秒のような最適観測時間を求めることにある。
【００２８】
本発明の特徴は、管理サーバが、所定の期間測定した複数の観測値から特徴量を算出し、算出された特徴量を用いて標準誤差をさらに算出し、特徴量から算出された標準誤差に基づいて観測時間を決定することである。本発明において、特徴量とは、観測値の特徴を数値化して表した量であり、判断基準として使用可能な量のことである。本発明の実施形態は、複数の観測値を用いて、単一のデータ又は複数の観測値よりもデータ量の少ない複数のデータを算出し、特徴量として使用する。
【００２９】
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態のセンサネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【００３１】
センサネットワークシステムは、管理サーバＡＰ１、ゲートウェイ（ＧＷ１〜３）、ルータノード（ＲＴ１〜７）、センサノード（ＳＳ１〜９）、管理計算機１０１、クライアント計算機１０２、有線センサ１０３、ＲＦＩＤリーダ１０４及びＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ＮＷ２を備える。
【００３２】
ＬＡＮ（ＮＷ２）は、管理サーバＡＰ１、ゲートウェイ（ＧＷ１〜３）、管理計算機１０１、クライアント計算機１０２及び有線センサ１０３を相互に接続する。
【００３３】
センサノード（ＳＳ１〜９）は観測対象に取り付けられ、振動や音などの測定データを所定のサンプリング周期で測定し、無線ネットワークＮＷ１を介して、ゲートウェイ（ＧＷ１〜３）へ送信、又はルータノード（ＲＴ１〜７）を経由してゲートウェイ（ＧＷ１〜３）へ送信する。本発明において、サンプリング周期とは、観測周期を意味する。センサノードＳＳ１は、センサネットワークシステムの観測対象に分散して設置される。図３に記載のセンサネットワークシステムには、９個のセンサノード（ＳＳ１〜９）が設置されているが、いくつ設置されてもよい。また、センサノード（ＳＳ１〜９）はすべて同一の構成であり、以後、センサノードＳＳ１を用いて説明する。センサノードＳＳ１は、ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２、タスクマネージャ１２４、センサコントローラー１２５、パワーマネージャー１２６を備える。ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２は、ＺｉｇＢｅｅプロトコルを用いて、ゲートウェイＧＷ１、ルータノードＲＴ１と通信する。タスクマネージャ１２４は、間欠動作を行うための起動や休眠などのタスクや、ユーザからの指示を処理する。センサコントローラー１２５は、センサからの観測値を取得する。パワーマネージャー１２６は、起動と休眠の際に電源を制御する。センサノードＳＳ１に関する詳細は図４にて説明する。
【００３４】
ルータノードＲＴ１は、ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２及びルーティングマネージャ１２１を備える。ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２は、ＺｉｇＢｅｅプロトコルを用いて、ゲートウェイＧＷ１、センサノードＳＳ１又は他のルータノード（ＲＴ２〜７）と通信する。ルーティングマネージャ１２１は、外部から受信した情報の転送先を判定する。図３に記載のセンサネットワークシステムには、７個のルータノード（ＲＴ１〜７）が設置されているが、ルータノードはいくつ設置されてもよい。また、ルータノード（ＲＴ１〜７）はすべて同一の構成であり、以後、ルータノードＲＴ１を用いて説明する。
【００３５】
ルータノードＲＴ１は、センサノードＳＳ１によって観測された環境情報をセンサノードＳＳ１から受信し、ゲートウェイＧＷ１又は他のルータノードＲＴ１に転送する。また、管理サーバＡＰ１から発行された要求等を、ゲートウェイＧＷ１を介して受信し、センサノードＳＳ１又は他のルータノードＲＴ１に転送する。本実施形態のセンサネットワークシステムにおいて、ルータノードＲＴ１は中継機として機能する。
【００３６】
ゲートウェイＧＷ１は、ＬＡＮ通信部１２０、ルーティングマネージャ１２１、ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２及びＰＡＮ制御部１２３を備える。
【００３７】
ＬＡＮ通信部１２０は、ＬＡＮ（ＮＷ２）を介して、管理サーバＡＰ１と通信する。ルーティングマネージャ１２１は、外部から受信した情報の転送先を判定する。ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２は、ＺｉｇＢｅｅプロトコルを用いて、ルータノードＲＴ１又はセンサノードＳＳ１と通信する。ＰＡＮ制御部１２３は、当該ゲートウェイＧＷ１から構成されるＰＡＮ（センサノード、ルータノード、ゲートウェイからなる無線通信網）を制御する。ゲートウェイ（ＧＷ１〜３）はすべて同一の構成であり、以後、ゲートウェイＧＷ１を用いて説明する。
【００３８】
ゲートウェイＧＷ１は、センサノードＳＳ１によって観測された環境情報を受信し、管理サーバＡＰ１に転送する。また、管理サーバＡＰ１から発行された要求等を受信し、ルータノードＲＴ１又はセンサノードＳＳ１に転送する。また、本実施形態のセンサネットワークシステムにおいて、ゲートウェイＧＷ１は基地局として機能する。
【００３９】
管理サーバＡＰ１は、解析機能１１０、警報機能１１１、管理機能１１２を備える。解析機能１１０は、センサノードＳＳ１から得られた観測値を解析する。警報機能１１１は、センサノードＳＳ１から得られた観測値を解析した結果、何らかの異常があった場合、異常があったことをユーザへ通知する。なお、ユーザとは、管理者であってもよいし、クライアントであってもよい。管理機能１１２は、ネットワークＮＷ１およびＬＡＮ（ＮＷ２）の構成管理や、センサノードＳＳ１の状態を管理する。また、管理サーバＡＰ１は、観測値や解析結果を保存するデータベースＨｉｓｔｏｒｙＤａｔａｂａｓｅ１１６を備える。管理サーバＡＰ１は、ＬＡＮ通信部１２０及びＬＡＮ（ＮＷ２）を介して、ゲートウェイＧＷ１、管理計算機１０１、クライアント計算機１０２及び有線センサ１０３と通信する。また、基地局であるゲートウェイＧＷ１を介して、センサノードＳＳ１から観測値を受信し、そして、センサノードＳＳ１を制御する。
【００４０】
管理計算機１０１は、センサネットワークシステムの管理者によって操作される。管理計算機１０１は、管理者の操作を契機に、各種要求を管理サーバＡＰ１に送信する。
【００４１】
クライアント計算機１０２は、当該センサネットワークシステムのクライアントによって操作される。クライアント計算機１０２は、各種アプリケーションを実行する。また、クライアント計算機１０２は、センサノードＳＳ１によって観測された環境情報を、管理サーバＡＰ１から受信する。クライアント計算機１０２は、受信した環境情報に基づいて、各種の操作をする。
【００４２】
有線センサ１０３は、環境情報を観測する。そして、有線センサ１０３は、観測した環境情報を、ＬＡＮ（ＮＷ２）を介して管理サーバＡＰ１に送信する。有線センサは、有線にてＬＡＮ（ＮＷ２）と接続されているセンサ群であり、例えば熱電対温度センサがある。
【００４３】
センサノードＳＳ１は、ＲＦＩＤタグを備えていてもよい。この場合、センサネットワークシステムは、ＲＦＩＤリーダ１０４を備える。ＲＦＩＤタグには、ＲＦＩＤタグに固有の識別子が格納されている。ＲＦＩＤリーダ１０４は、ＲＦＩＤタグに記載された固有の識別子を読み取り、ＬＡＮ（ＮＷ２）を介して管理サーバＡＰ１に送信する。
【００４４】
センサノードＳＳ１は、振動センサとしてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の３軸の加速度をそれぞれ測定する加速度センサを備える。また、センサノードＳＳ１は、温度と湿度を測定する温湿度センサや、音を測定するマイク、明度を測定する照度センサを備えてもよい。センサノードＳＳ１のハードウェア構成の一例を図４に示す。
【００４５】
図４は、本発明の第１の実施形態の、センサノードＳＳ１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００４６】
センサノードＳＳ１はセンサ２０１、Ａ／Ｄ変換器２０２、マイコン２０３、無線通信部２０４、表示部２０５、不揮発性メモリ２０６、Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙメモリ２０７、Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ２０８、電池２０９、ボタン２１２からなる。無線通信部２０４は、図３のＺｉｇＢｅｅ通信部１２２に相当する。また、電池２０９は図３のパワーマネージャー１２６に相当する。
【００４７】
センサ２０１で観測されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の観測値は、Ａ／Ｄ変換器２０２でアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された観測値は、演算処理を行うマイコン２０３に読み込まれて、Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ２０８の時刻情報と共にフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ２０６に書き込まれる。
【００４８】
マイコン２０３は、起動時に不揮発性メモリ２０６に格納されているプログラムをメモリ２１０に読み込んで実行することによって、図５で説明する各種処理を行う。マイコン２０３は、Ａ／Ｄ変換機２０２から読み込んだ観測値をメモリ２１０に格納する。そして、マイコン２０３は、必要に応じて観測値を、パケット単位のデータに変換し、無線通信部２０４からアンテナＡｎｔｅｎｎａを介してルータノードＲＴ１またはゲートウェイＧＷ１へ、観測値を無線で送信する。これら観測値の読み込みから送信までの一連のタスクは、マイコン２０３上で動作するタスクマネージャ１２４にて管理される。
【００４９】
表示部２０５は、ユーザに対して情報を表示するための出力デバイスである。例えば、センサノードＳＳ１を環境計測用に室内又は室外に設置する用途である場合に、表示部２０５は、センサ２０１によって計測した最新の観測値を表示することが可能である。その際、低電力化のために、表示部２０５は、通常時は何も表示せず、所定の操作（例えば、ボタン２１２の押し下げ）を行った時のみ、該最新測定値を表示してもよい。
【００５０】
センサノードＳＳ１は、ハードウェアのうちＲｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ２０８以外をスタンバイ状態にする休眠状態と、全ての回路の電源をＯＮ状態にする起動状態の二つの動作を、一定周期ごとに遷移する。センサノードＳＳ１は休眠状態になることによって、センサノードＳＳ１の時刻情報を保持したまま、低電力で動作することが可能となる。
【００５１】
図５は、本発明の第１の実施形態の、センサノードの機能構成を示すブロック図である。センサノードＳＳ１の機能要素の一例が、図５に示されている。本実施形態のセンサノードＳＳ１は、所定の期間内に測定した観測値を、パケット生成部３０２にて無線通信のデータ単位であるパケットに格納し、基地局へ送信する。
【００５２】
センサデータ取得部３０１は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向を観測するセンサＳｎＸ、ＳｎＹ、ＳｎＺからの観測値をデジタル信号に変換する。センサデータ取得部３０１は、図３のＳｅｎｓｏｒＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１２５に相当する。不揮発性メモリ管理部３０５は、不揮発性メモリ２０６への読み書き、及び消去を管理する。不揮発性メモリ管理部３０５は、デジタル信号に変換された観測値を、観測時刻を示すタイムスタンプを付加して、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ２０６に格納する。また、不揮発性メモリ管理部３０５は、ユーザから観測値要求コマンドを受信した場合、コマンドで指定された期間の観測値を不揮発性メモリ２０６から取得する。また、ユーザから観測値消去コマンドを受信した場合、不揮発性メモリ管理部３０５は、コマンドで指定された期間の観測値を不揮発性メモリ２０６から消去したりする。
【００５３】
要求受付部３０６は、管理サーバＡＰ１からの要求（コマンド）を受け付ける。コマンドが観測値要求コマンドの場合、観測値要求処理部３０３にコマンドを送る。観測値要求処理部３０３は、コマンドで指定された観測値の条件を不揮発性メモリ管理部３０５に送る。不揮発性メモリ管理部３０５は、送られた条件に基づいて観測値を不揮発性メモリ２０６から取得し、パケット生成部３０２へ送る。
【００５４】
また、コマンドが観測値消去コマンドである場合、要求受付部３０６は、コマンドをデータ破棄部３０７へと送る。データ破棄部３０７は、指定期間の観測値を不揮発性メモリ２０６から削除する旨、不揮発性メモリ管理部３０５にコマンドを送る。
【００５５】
図６は、本発明の第１の実施形態の管理サーバＡＰ１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５６】
管理サーバＡＰ１のハードウェア構成の一例が図６に示されている。管理サーバＡＰ１は、演算を行うＣＰＵ４０１、外部通信部４０２、電源４０３、ハードディスクドライブ４０４、キーボード４０５、ディスプレイ４０６及びメモリ４０７を備える。外部通信部４０２は、図３のＬＡＮ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｒ１２０に相当する。
【００５７】
管理サーバＡＰ１は、外部通信部４０２を経由し有線ネットワークであるＬＡＮ（ＮＷ２）と通信し、基地局であるゲートウェイＧＷ１へのコマンドを送信する。また、管理サーバＡＰ１は、ゲートウェイＧＷ１が中継機であるルータノードＲＴ１を介して収集したセンサノードＳＳ１からの観測値をゲートウェイＧＷ１から受信する。管理サーバＡＰ１は、基地局、中継機、センサノード（ＳＳ１〜９）の無線ネットワーク構成や、センサノードＳＳ１の間欠動作設定などを管理する管理機能１１２を有する。ＣＰＵ４０１はメモリ４０７に記憶されたミドルウェアや解析等のプログラムを読み込み、図７で説明する各処理を実行する。例えば、ＣＰＵ４０１は、プログラムの指示に従って取得した観測値などのデータを加工したり、ハードディスクドライブ４０４へデータを蓄積したり、ディスプレイ４０６に表示したりする。また、ＣＰＵ４０１はキーボード４０５から入力されたユーザからの要求に応じて、ハードディスクドライブ４０４上のＨｉｓｔｏｒｙＤａｔａｂａｓｅ１１６に格納された履歴を読み込み、ディスプレイ４０６に表示する。また、ＣＰＵ４０１は、キーボード４０５から入力されたユーザからのコマンドを解釈し、外部通信部４０２を通じて基地局ＧＷ１へ配信する。
【００５８】
図７は、本発明の第１の実施形態の管理サーバの機能構成を示すブロック図である。
【００５９】
管理サーバＡＰ１は、図７に示すようにイベント受付部５０２、イベント配送部５０３、観測値蓄積部５０４、表示部５０５、観測パラメータ設定部５０６、ユーザ要求受付部５０７、コマンド作成部５０８、コマンド発行部５０９、観測パラメータ保持部５１０、特徴量蓄積部５１１を含む。観測パラメータ設定部５０６は、図３の解析機能１１０に相当する。
【００６０】
管理サーバＡＰ１は、センサノードＳＳ１からの観測値５０１を、外部通信部４０２のイベント受付部５０２にて受信する。受信した観測値５０１は、イベント配送部５０３を通じてハードディスクドライブ４０４上の観測値蓄積部５０４へ格納されたり、ディスプレイ４０６上の表示部５０５で表示されたりする。また、管理サーバＡＰ１がセンサノードＳＳ１の観測時間を設定する場合、観測値５０１はイベント配送部５０３から観測パラメータ設定部５０６で解析され、解析結果は表示部５０５で表示されたり、観測パラメータ保持部５１０で保存されたりする。また、解析された観測パラメータはコマンド作成部５０８にてセンサノードＳＳ１に対する設定コマンドへ変換され、コマンド発行部５０９からセンサノードＳＳ１へ送られる。さらに、観測パラメータ設定部５０６で解析されると共に、特徴量が算出される。この算出された特徴量は、特徴量蓄積部５１１で保存される。
【００６１】
ユーザからセンサノードＳＳ１に対しての要求（以下、ユーザ要求）は、キーボード４０６を介してユーザ要求受付部５０７へ入力される。ユーザ要求は、コマンド作成部５０８にてセンサノードＳＳ１に対するコマンドへと変換され、外部通信部４０２のコマンド発行部５０９からセンサノードＳＳ１へと送られる。
【００６２】
以上に説明したシステムを用いた例として、配管やポンプなどの設備の振動を観測する例を図８に示す。
【００６３】
図８は、本発明の第１の実施形態を適応する設備の振動監視システムの例の説明図である。
【００６４】
配管６０３は、サポート６０７によって建物に固定されているが、接続しているポンプ６０１の影響や、中を流れる流体の影響によって振動する。配管６０３の素材が鉄鋼材料である場合、配管６０３に与えられる振動によって、応力が発生する。発生した応力のうち、一定値（疲労限界）を超えるものが繰り返し加わることで、配管６０３は、亀裂などの不具合を生じる。従って、ユーザは、配管６０３の振動を計測し応力を評価する必要がある。図８のように、弁６０２付近や分岐部６０４、配管継目６０６、曲がり部６０５は、それらの部分で偏流が発生するため、特に振動が大きい。そのため、ユーザは、複数のセンサノードＳＳ１を設置し、振動を計測し応力を評価する。
【００６５】
また、ポンプ６０１は、モータの影響で常時振動している。ポンプ６０１の故障で多いケースは、軸受けの損傷による軸ぶれである。この軸ぶれは、ポンプ６０１の振動を測定し、振動の周波数スペクトルを診断することによって検知可能である。
【００６６】
このように、設備の振動を計測する場合、設置場所によって振動特性が異なるため、ユーザが、どれだけの時間観測をしたらよいかを一意に決定することは困難である。
【００６７】
本実施の形態は、一定時間、時系列で取得した観測値から算出された特徴量の誤差が、センサノード毎に一定となるように観測時間を決定するセンサネットワークシステムである。ここで、特徴量とは時系列で取得した観測値の特徴を数値化した量であり、振動を測定する場合には振動の仕方を数値化した量である。
【００６８】
次に、管理サーバＡＰ１におけるメモリ４０７上でのデータ表現について説明する。
【００６９】
図９Ａは、本発明の第１の実施形態の管理サーバＡＰ１のメモリ４０７上における観測値時系列７０１のデータ表現を示す図である。
【００７０】
観測値時系列７０１は、開始時刻Ｔｓ、終了時刻Ｔｅ、配列長Ｌｄ、計算単位時間Ｔｕ、ずれ幅Ｔｄ及び観測値列Ｄｔｕで示される。観測値時系列７０１は、センサノードＳＳ１毎に一つずつ管理サーバＡＰ１に格納されている。開始時刻Ｔｓ及び終了時刻Ｔｅは、複数の観測値の集まりの観測開始時刻、及び観測終了時刻である。また、配列長Ｌｄは複数の観測値の集まりにある観測値の個数を示す。管理サーバＡＰ１は、複数の観測値の集まりから、計算単位時間Ｔｕ内にある観測値列Ｄｔｕを取り出し、後述する図１１Ｂの流れで特徴量を計算する。計算単位時間Ｔｕは、任意に定められた時間の間隔である。
【００７１】
図９Ｂは、本発明の第１の実施形態の管理サーバＡＰ１のメモリ４０７上における特徴量時系列７０２のデータ表現を示す図である。
【００７２】
特徴量時系列７０２は、開始時刻Ｔｆｖｓ、終了時刻Ｔｆｖｅ、配列長Ｌｆｖｄ、観測時間Ｄ、ずれ幅Ｔｄ及び特徴量列ＦＶｄで示される。開始時刻Ｔｆｖｓは、特徴量を計算する際に用いた観測値時系列７０１の開始時刻Ｔｓと同一である。また、終了時刻Ｔｆｖｅは特徴量を計算する際に用いた観測値時系列７０１の終了時刻Ｔｅと同一である。特徴量列ＦＶｄは、観測値時系列７０１の計算単位時間Ｔｕで取得した複数個の観測値を集約して算出された特徴量を示す。また、特徴量列ＦＶｄは、観測値時系列７０１のずれ幅Ｔｄの時間で示される。管理サーバＡＰ１は、特徴量時系列７０２から観測時間Ｄ内の複数の特徴量ＦＶｄを取得し、図１１Ｃにて後述する標準誤差を計算する。なお、観測時間Ｄは、任意に定められた時間であり、連続している時間でなくともよく、ずれ幅ＴｄとＦＶｄの個数の積に相当してもよい。
【００７３】
図９Ｃは、本発明の第１の実施形態の管理サーバＡＰ１のメモリ４０７上における特徴量の平均値時系列７０３のデータ表現を示す図である。
【００７４】
特徴量の平均値時系列７０３は、特徴量時系列７０２から観測時間Ｄ内の複数の特徴量ＦＶｄを取得し、特徴量の平均値を時系列に示している。特徴量の平均値時系列７０３には、観測時間Ｄの値によって、ｎ個の平均値が記載される。
【００７５】
図９Ｄは、本発明の第１の実施形態の管理サーバＡＰ１のメモリ４０７上での誤差−観測時間対応表７０４を示す図である。
【００７６】
誤差−観測時間対応表７０４は、標準誤差ＦＶｅｒｒ、センサノード（ＳＳ１〜９）毎の観測時間Ｄ、及び観測時間合計を含む。なお、観測時間Ｄのセンサノード（ＳＳ１〜９）は、本実施形態のセンサネットワークシステム内にあるセンサノード（ＳＳ１〜９）がすべて含まれる。
【００７７】
センサノードＳＳ１が初めて電源を入れたときにおける、最適観測時間を設定するためのセンサノードＳＳ１と管理サーバＡＰ１との間の処理シーケンスを、図１０に示す。
【００７８】
図１０は、本発明の第１の実施形態の最適観測時間設定時のセンサノードＳＳ１と管理サーバＡＰ１間のシーケンス図である。
【００７９】
センサノードＳＳ１の電源を入れる（ステップ９０１）と、センサノードＳＳ１は基地局と接続し（ステップ９０２）、接続完了の通知を、基地局を介して管理サーバＡＰ１へ送信する（ステップ９０３）。
【００８０】
接続完了の通知を受信した管理サーバＡＰ１は、センサノードＳＳ１に対して、観測時間をパラメータとして持つ長期観測指示コマンドを送信する（ステップ９０４）。
【００８１】
センサノードＳＳ１は、長期観測指示コマンドを受信すると、長期観測指示コマンドに含まれる観測時間（例えば１０分間）の間観測する（ステップ９０５）。観測が終了すると、センサノードＳＳ１は、取得した観測値を管理サーバＡＰ１へ送信する（ステップ９０６）。
【００８２】
観測値を受信した管理サーバＡＰ１は、図１１Ａから図１１Ｃにおいて後述する計算手順によってセンサノードＳＳ１に対する最適な観測時間を算出する（ステップ９０８）。管理サーバＡＰ１は、算出した最適観測時間をパラメータとする最適観測時間設定コマンドをセンサノードＳＳ１へ送信する（ステップ９０９）。
【００８３】
センサノードＳＳ１は、送信された最適観測時間設定コマンドを受信すると、あらかじめ設定された時間休眠し（ステップ９１０）、最適観測時間設定コマンドで設定された時間、観測し（ステップ９１１）、観測値をサーバに送信する（ステップ９１２）。観測値の送信後、センサノードＳＳ１は、再び休眠し（ステップ９１３）、以降休眠を含むステップ９１０、９１１、９１２を繰り返す。
【００８４】
時間経過によって振動パタンが変化する場合もあるため、ユーザは、センサノードＳＳ１の稼動中に、動的に最適観測時間を変化させる必要もある。そのような場合、管理サーバＡＰ１が図１０の長期観測指示コマンド（ステップ９０４）を送信し、図１０のステップ９０５以降の処理が実行されることによって、最適観測時間を動的に変更してもよい。
【００８５】
管理サーバＡＰ１が長期観測指示コマンドを発行するタイミングは、管理サーバＡＰ１側のタイマをトリガとして定期的に発行することにより、安定的に無線帯域を確保しつつユーザに必要な情報量を取得することができる。また、センサノードＳＳ１からの複数回の観測値を集約して最適観測時間算出処理（ステップ９０８）を実行し、算出された最適観測時間が今までの設定値よりも一定量変化したタイミングで送信することにより、時間経過により変動する振動パタンに対して柔軟に観測時間を設定することが可能となり、無線帯域を確保しつつ、振動の特徴を観測するのに必要な観測時間をセンサノードごとに割り当てることが可能となる。
【００８６】
次に、ステップ９０８の最適観測時間の算出方法を、図１１Ａから図１１Ｃに示すフローチャートを用いて説明する。
【００８７】
図１１Ａは、本発明の第１の実施形態の最適観測時間を算出する手順を示すフローチャートである。
【００８８】
はじめに、図１１Ａを用いて、最適観測時間の算出方法の全体処理について説明する。最適観測時間の算出の全体処理は、管理サーバＡＰ１が、センサノードＳＳ１からの観測値を集約することで作成した観測値時系列７０１を入力し、センサノードＳＳ１に対する最適観測時間７０６を出力する。
【００８９】
まず、管理サーバＡＰ１は、観測値時系列７０１から、図１１Ｂで後述する特徴量算出処理８００１を実行することによって、特徴量時系列７０２を生成する。次に、管理サーバＡＰ１は、図１１Ｃで後述する誤差−観測時間対応表算出処理８００２を実行することによって、誤差−観測時間対応表７０３を生成する。
【００９０】
最後に、管理サーバＡＰ１は、ユーザがあらかじめ設定した許容誤差７０５を用いて、観測時間選択処理８００３を実行することによって、センサノードＳＳ１に対する最適観測時間７０６を出力する。なお、観測時間選択処理８００３は、図９Ｄにおいて、許容誤差７０５に対する誤差−観測時間対応表７０４の標準誤差の行を選択し、対象とするセンサノード（ＳＳ１〜９）の列の観測時間を最適観測時間７０６として出力する。
【００９１】
図１１Ｂは、本発明の第１の実施形態の特徴量時系列７０２を算出する手順を示すフローチャートである。
【００９２】
図１１Ｂを用いて、特徴量算出処理８００１について説明する。管理サーバＡＰ１は、観測値時系列７０１から計算するために必要な最小期間の観測値列として、開始時刻Ｔｓから計算単位時間Ｔｕ間の観測値列Ｄｔｕの集合を抜粋し、特徴量を算出する。なお、本実施形態では、振動の特徴量として応力を用いているが、振幅のＲＭＳ値（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ：二乗平均値）など、他の特徴量を用いてもよく、同様のシーケンスにて間欠動作パラメータを決定してもよい。
【００９３】
加速度振動から応力を算出する簡易計算式を使った場合、加速度振動の周波数スペクトルにおける最もエネルギーの大きい値（最大加速度）と、そのときの周波数（卓越周波数）とをパラメータとして、応力が最大加速度に比例し、かつ、応力が卓越周波数の二乗に反比例することが知られている。本実施形態では、この加速度振動から応力を算出する簡易計算式にしたがって計算する。
【００９４】
はじめに、管理サーバＡＰ１は、観測値時系列７０１の開始時刻Ｔｓから計算単位時間Ｔｕ間の観測値Ｄｔｕの集合を抜粋する（ステップ８０１）。管理サーバＡＰ１は、抜粋された観測値Ｄｔｕの集合に対し、フーリエ変換を行い（ステップ８０２）、周波数スペクトルを算出する。
【００９５】
管理サーバＡＰ１は、算出された周波数スペクトルの中で、最もエネルギーの大きい値とその時の周波数（卓越周波数）を算出し（ステップ８０３）、応力を算出する（ステップ８０４）。応力は、材質が同じであればエネルギーが大きいほど大きくなる値であり、振動の特性を示す特徴量として用いられる。算出した応力は、特徴量時系列７０２に、特徴量列ＦＶｄの量としてずれ幅Ｔｄの間隔で時系列に格納される（ステップ８０５）。
【００９６】
その後、管理サーバＡＰ１は、開始時刻Ｔｓをずれ幅Ｔｄ進め（ステップ８０６）、開始時刻Ｔｓと計算単位時間Ｔｕの和が、終了時刻Ｔｅを超えるか否かを判定する（ステップ８０７）。開始時刻Ｔｓと計算単位時間Ｔｕの和が、終了時刻Ｔｅを超えない場合、管理サーバＡＰ１は、ステップ８０１以降の処理を繰り返す。開始時刻Ｔｓと計算単位時間Ｔｕの和が、終了時刻Ｔｅを超える場合、管理サーバＡＰ１は、特徴量算出処理８００１を終了し、特徴量時系列７０２を出力する。特徴量時系列は、開始時刻Ｔｓからずれ幅Ｔｄの間隔で算出された時系列データである。
【００９７】
図１１Ｃは、本発明の第１の実施形態の誤差−観測時間対応表７０４を算出する手順を示すフローチャートである。
【００９８】
次に、図１１Ｃを用いて、誤差−観測時間対応表算出処理８００２について説明する。管理サーバＡＰ１は、特徴量算出処理８００１によって得られた特徴量時系列７０２の開始時刻Ｔｆｖｓから観測時間Ｄの間の特徴量列ＦＶｄの集合を抜粋する（ステップ８０８）。管理サーバＡＰ１は、特徴量列ＦＶｄの平均値ＦＶＡＶＧを算出し（ステップ８０９）、特徴量の平均値ベクトル７０３へ格納する（ステップ８１０）。
【００９９】
管理サーバＡＰ１は、開始時刻Ｔｆｖｓを観測時間Ｄ分進めて（ステップ８１１）、開始時刻Ｔｆｖｓと観測時間Ｄの和が、終了時刻Ｔｆｖｅを超えるか否かを判定する（ステップ８１２）。開始時刻Ｔｆｖｓと観測時間Ｄの和が、終了時刻Ｔｆｖｅを超えない場合、管理サーバＡＰ１は、ステップ８０８以降の処理を繰り返し、特徴量の平均値ＦＶＡＶＧを算出し、特徴量の平均値時系列７０３へ格納する処理を繰り返す。開始時刻Ｔｆｖｓと観測時間Ｄの和が、終了時刻Ｔｆｖｅを超える場合、管理サーバＡＰ１は、特徴量の平均値ＦＶＡＶＧの標準誤差ＦＶｅｒｒを、数１を用いて算出する（ステップ８１３）。数１におけるｎは、平均値ＦＶＡＶＧの計算回数である。
【０１００】
【数１】
2010148027.tif 000003
【０１０１】
管理サーバＡＰ１は、算出した標準誤差ＦＶｅｒｒと観測時間Ｄを、観測時間Ｄと標準誤差ＦＶｅｒｒの関係テーブルである誤差−観測時間対応表７０４に格納する（ステップ８１４）。管理サーバＡＰ１は、観測時間Ｄを変化量ΔＤだけ増加させて新たな観測時間Ｄとし（ステップ８１５）、観測時間Ｄが配列長Ｌｆｖｄを越えているか否かを判定する（ステップ８１６）。判定の結果、観測時間Ｄが配列長Ｌｆｖｄを越えていない場合、管理サーバＡＰ１は、ステップ８０８以降の手順を再度実行する。判定の結果、観測時間Ｄが配列長Ｌｆｖｄを越えている場合は、管理サーバＡＰ１は、誤差-観測時間対応表算出８００２を終了させ、観測時間Ｄと標準誤差ＦＶｅｒｒの関係テーブルである誤差−観測時間対応表７０３を出力する。
【０１０２】
以上の処理を全てのセンサノード（ＳＳ１〜９）に対し繰り返すことによって、誤差−観測時間対応表７０３が生成され、ユーザが許容できる誤差を設定することで、管理サーバは全てのセンサノードの観測時間を最適な値に設定することが可能となる。
【０１０３】
上述した第１の実施形態では、観測時間Ｄと観測値とから誤差−観測時間対応表７０４を作成し、ユーザから指定される許容誤差によって最適な観測時間を選択するものとした。これを、あらかじめ指定した許容誤差と観測値とから、観測時間Ｄを求めてもよい。
【０１０４】
図１２は、本発明の第１の実施形態の観測時間の割り当ての様子を示す模式図である。模式図１００１は、観測時間を均等に割り当てた場合の模式図であり、模式図１００２は波形に応じて割り当てた場合の模式図である。複数の設備にセンサノードを設置する場合、設置場所によって波形が異なる。均等に割り当てた場合、過剰に観測するもの１０１２や、不足するもの１０１３が存在するため、得られる情報量に差が生じる。本発明は、このような情報量の差を無くすようにセンサノード毎の観測時間を個別に設定する方法を提供することが可能である。
【０１０５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のセンサネットワークシステムは、ユーザがあらかじめ設定した誤差によって算出されるそれぞれのセンサノードＳＳ１の観測時間の中で取得される通信データ量が、無線通信ネットワークの通信帯域を超過する場合がある。この場合に、全てのセンサノードＳＳ１の観測値の誤差を一様に保ちつつ、許容誤差を変更することで観測時間を短縮し、全てのセンサノードＳＳ１の通信データ量が通信帯域に収まるように調整する。これによって、無線が輻輳して不特定のセンサノードからのデータが欠損したり、センサノードＳＳ１ごとの誤差がばらついたりすることを抑制することが可能となる。
【０１０６】
図１３は、本発明の第２の実施形態の最適観測時間を算出する手順を示すフローチャートである。
【０１０７】
図１３に示す処理は、図１１Ａのフローチャートが、全てのセンサノードＳＳ１に対して完了した時点で開始される。したがって、図１３に示す処理の入力データとして、ユーザによって設定された許容誤差７０５と、全センサノードに対する最適観測時間７０６が揃っている状態で開始される。
【０１０８】
はじめに、管理サーバＡＰ１は、全センサノードの最適観測時間７０６を合計することによって、観測時間合計を算出する（ステップ１３０１）。管理サーバＡＰ１は、観測時間合計が通信限界時間を超えるか否かを判定する（ステップ１３０２）。観測時間合計が通信限界時間を超える場合は、管理サーバＡＰ１は、ステップ１３０３以降の処理を実行する。観測時間合計が通信限界時間を超えない場合は、管理サーバＡＰ１は、処理を終了する。なお、通信限界時間とは、無線通信できる最大の通信データ量に対応する観測時間であり、ネットワークの通信容量等に基づく。
【０１０９】
次に、管理サーバＡＰ１は、誤差−観測時間対応表７０３から、観測時間合計が通信限界時間と等しいか、観測時間合計が小さい行を選択し、そのときの標準誤差を選択する（ステップ１３０３）。次に、ステップ１３０３で選択した行に対する各センサノードＳＳ１の観測時間を取得する（ステップ１３０４）。最後に、ステップ１３０４で取得した観測時間を最適観測時間として、各センサノードＳＳ１に最適観測時間設定コマンドを送信する。
【０１１０】
以上の第１及び第２の実施形態によって、センサノードを多数備えたセンサネットワークシステムを安定して運営することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】加速度振動波形をプロットした波形図である。
【図２Ａ】図１の加速度振動波形の、それぞれ５０秒、１０秒、５秒間抽出した時系列データを用いて算出した周波数スペクトルをプロットした図である。
【図２Ｂ】図１の加速度振動波形の、それぞれ５０秒、０．５秒間抽出した時系列データを用いて算出した周波数スペクトルをプロットした図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のセンサネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のセンサノードのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のセンサノードの機能構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の管理サーバのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の管理サーバの機能構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態を適応する設備の振動監視システムの例の説明図である。
【図９Ａ】本発明の第１の実施形態の管理サーバのメモリ上における観測値時系列のデータ表現を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の第１の実施形態の管理サーバのメモリ上における特徴量時系列のデータ表現を示す図である。
【図９Ｃ】本発明の第１の実施形態の管理サーバのメモリ上における特徴量の平均値時系列のデータ表現を示す図である。
【図９Ｄ】本発明の第１の実施形態の管理サーバのメモリ上での誤差−観測時間対応表を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の最適観測時間設定時のセンサノードと管理サーバ間のシーケンス図である。
【図１１Ａ】本発明の第１の実施形態の最適観測時間を算出する手順を示すフローチャートである。
【図１１Ｂ】本発明の第１の実施形態の特徴量時系列を算出する手順を示すフローチャートである。
【図１１Ｃ】本発明の第１の実施形態の誤差−観測時間対応表を算出する手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態の通信帯域割り当ての様子を示す模式図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の最適観測時間を算出する手順を示すフローチャートである。
【図１】
2010148027.tif 000004
【図２Ａ】
2010148027.tif 000005
【図２Ｂ】
2010148027.tif 000006
【図３】
2010148027.tif 000007
【図４】
2010148027.tif 000008
【図５】
2010148027.tif 000009
【図６】
2010148027.tif 000010
【図７】
2010148027.tif 000011
【図８】
2010148027.tif 000012
【図９Ａ】
2010148027.tif 000013
【図９Ｂ】
2010148027.tif 000014
【図９Ｃ】
2010148027.tif 000015
【図９Ｄ】
2010148027.tif 000016
【図１０】
2010148027.tif 000017
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2010148027.tif 000019
【図１１Ｃ】
2010148027.tif 000020
【図１２】
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【図１３】
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