(57)【要約】【課題】測定器本体と各測定ユニットとを無線ネットワークで接続してなる測定装置で、測定器本体と各測定ユニットとの接続を短時間で確立し得るようにする。【解決手段】複数の測定ユニット２０と、各測定ユニット２０にて測定された測定データを所定に処理する測定器本体１０とを含み、それらが無線通信手段により双方向通信可能に接続され、測定器本体１０からの測定開始信号に基づいて各測定ユニット２０での測定が開始され、それらの測定データが逐次測定器本体１０に収集される測定装置において、無線通信手段として、ブルートゥースとジグビー（ともに登録商標）とを有し、測定器本体１０の電源投入時における測定器本体１０と各測定ユニット２０との接続をジグビーにより行い、ジグビーによる接続後でブルートゥースによる通信が確立された時点で、ジグビーからブルートゥースに切り替える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の物理量を測定する複数の測定ユニットと、上記各測定ユニットにて測定された測定データを所定に処理する測定器本体とを含み、上記各測定ユニットと上記測定器本体とが無線通信手段により双方向通信可能に接続され、上記測定器本体からの測定開始信号に基づいて上記各測定ユニットで測定が行われ、それらの測定データが逐次上記測定器本体に収集される測定装置において、
上記無線通信手段として、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）とジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）とを有し、上記測定器本体の電源投入時における上記測定器本体と各測定ユニットとの接続は上記ジグビーにより行われ、上記ジグビーによる接続後で上記ブルートゥースによる通信が確立された時点で、上記無線通信手段が上記ジグビーから上記ブルートゥースに切り替えられることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
上記ブルートゥースによる接続が確立するまでは、上記ジグビーによりデータ転送が行われることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
上記ジクビーから上記ブルートゥースへの切り替えは、上記測定器本体の制御部のソフトウェアで行われることを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置。
【請求項４】
上記測定ユニットが８台以上であり、そのうちの７台には上記ブルートゥースによる通信が適用され、８台目以降は上記ジグビーによる通信が適用されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個所に配置されている測定ユニットにて測定された測定データを測定器本体に収集して所定の処理を行う測定装置に関し、さらに詳しく言えば、測定器本体と測定ユニット間を無線で接続してなる測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、店舗やオフィス等として提供される室内の空調設計においては、その室内の天井，壁面および床面等に、温度計測のためのデータロガーと呼ばれる温度測定ユニットを配置し、それら温度測定ユニットにて測定された測定データをマスター機器としての測定器本体に収集し、室内の温度分布等を解析するようにしている。
【０００３】
各測定ユニットからデータを収集する場合、通常は、特許文献１に記載されているように、測定ユニットを測定器本体にドッキングさせたり、測定ユニットと測定器本体とを配線にて接続するようにしている。また、別の方法としてＳＤカード等にてデータを収集する方法も知られている。
【０００４】
しかしながら、測定ユニットを測定器本体にドッキングする方法では、測定ユニットを設置場所から外して測定器本体にまで持ち運ぶ必要がある。また、ＳＤカード等にてデータを収集する方法にしても、作業者が各測定ユニットの設置場所に行く必要があり、いずれにしても時間と手間がかかる。
【０００５】
測定ユニットと測定器本体とを配線にて接続する方法によれば、測定器本体にリアルタイムで測定データを収集することができるが、特に測定ユニットの数が多い場合、その配線作業に手間がかかる。
【０００６】
また、配線長が長い場合には、その分配線コストがかかるし、接続ポートへの差し違い等による誤配線やノイズが混入しやすくなる、といった問題が生ずる。また、測定ユニットの追加や削除が行いにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１８７６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、測定器本体と各測定ユニットとを配線を必要としない無線ネットワーク、特にはブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）やジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ：登録商標）等の短距離無線ネットワークで接続してなる測定装置で、測定器本体と各測定ユニットとの接続を短時間で確立し得るようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、所定の物理量を測定する複数の測定ユニットと、上記各測定ユニットにて測定された測定データを所定に処理する測定器本体とを含み、上記各測定ユニットと上記測定器本体とが無線通信手段により双方向通信可能に接続され、上記測定器本体からの測定開始信号に基づいて上記各測定ユニットで測定が行われ、それらの測定データが逐次上記測定器本体に収集される測定装置において、上記無線通信手段として、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）とジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）とを有し、上記測定器本体の電源投入時における上記測定器本体と各測定ユニットとの接続は上記ジグビーにより行われ、上記ジグビーによる接続後で上記ブルートゥースによる通信が確立された時点で、上記無線通信手段が上記ジグビーから上記ブルートゥースに切り替えられることを特徴としている。
【００１０】
本発明において、上記ブルートゥースによる接続が確立するまでは、上記ジグビーによりデータ転送が行われてよい。
【００１１】
また、上記ジクビーから上記ブルートゥースへの切り替えは、好ましくは上記測定器本体の制御部のソフトウェアで行われる。
【００１２】
本発明によれば、上記測定器本体に接続される上記測定ユニットが８台以上である場合、そのうちの７台には上記ブルートゥースによる通信が適用され、８台目以降は上記ジグビーによる通信が適用されることになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、測定器本体と各測定ユニットとを短距離無線ネットワークで接続するにあたって、短距離無線通信手段として、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）とジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）とを有し、測定器本体の電源投入時における測定器本体と各測定ユニットとの接続はジグビーにより行い、接続後の通信には、ブルートゥースを用いるようにしたことにより、測定器本体と各測定ユニットとの接続を短時間で確立することができる。
【００１４】
また、各測定ユニットと測定器本体とを無線で接続するようにしたことにより、配線（接続ケーブル）が不要であるとともに、測定ユニットを配線が困難であった場所にも容易に設置することができる。
【００１５】
また、各測定ユニットの測定データを逐次測定器本体に収集することができるため、測定器本体は、ほぼリアルタイムで測定結果等を表示したり、メディアへの保存や外部機器（例えばパソコン）との通信が行える。また、ブルートゥースやジグビーによる短距離無線通信手段によれば、安価かつ低消費電力で無線ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）ブルートゥースにより構築されるピコネットを示すイメージ図，（ｂ）ブルートゥースで実行される周波数ホッピングを示すタイミングチャート。
【図２】（ａ）本発明で用いられる測定器本体の構成を示すブロック図，（ｂ）測定器本体が備える通信モジュールの好ましい一例を示すブロック図。
【図３】（ａ）本発明で用いられる測定ユニットの構成を示すブロック図，（ｂ）測定ユニットが備える通信モジュールの好ましい一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、図１ないし図３により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図１に示す本発明の実施形態においては、マスター機器としての１台の測定器本体１０に対して、スレーブ機器としての複数台（この例では７台）の測定ユニット２０ａ〜２０ｇを好ましくは２．４ＧＨｚ帯の電波を利用した短距離無線通信手段により双方向通信可能に接続して無線ネットワークを構築している。なお、各測定ユニット２０ａ〜２０ｇを特に区別する必要がない場合には、総称として測定ユニット２０とする。
【００１９】
２．４ＧＨｚ帯の電波を利用した短距離無線通信手段には、現在のところ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）とジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ：登録商標）とがあるが、ここではブルートゥースについて説明する。なお、ジグビーについては、国によって使用する周波数帯が異なり、その周波数帯を例えば米国では９００ＭＨｚ帯とし、欧州では８００ＭＨｚ帯としている。
【００２０】
ブルートゥースは、２．４ＧＨｚ帯の電波を利用した短距離間での音声信号やデータ通信を実現する通信技術で、主に低コスト、低消費電力を特徴として小型の通信デバイスに適用されている。
【００２１】
ブルートゥースでは、２４０２〜２４８０ＭＨｚの周波数帯を１ＭＨｚずつ７９の周波数帯に区分けし、図１（ｂ）に示すように、使用する周波数帯を６２５μｓごとに疑似的にランダムに変化させながら通信を行う。これを周波数ホッピングと呼び、通信周波数ｆ（ｋ）は次式により表される。
通信周波数ｆ（ｋ）＝２４０２＋ｋ（ＭＨｚ）、但しｋ＝０，１，２…７８
【００２２】
ブルートゥースの規格によれば、１台の測定器本体（マスター機器）１０に接続できる測定ユニット（スレーブ機器）２０の台数が、図１（ａ）に示すように、最大７台として制限されており、ブルートゥースによる無線ネットワークは「ピコネット」と呼ばれている。
【００２３】
測定器本体１０は、ピコネット内において同じ時間内に同じ周波数帯で通信できるようにピコネットを制御し、各測定ユニット２０は、測定器本体１０の制御のもとで、測定器本体１０に同期して通信する。
【００２４】
また、ブルートゥースでは、スロットと呼ばれる時間単位で通信が行われる。スロットとは、同じ周波数帯で通信する時間であり、その時間間隔は６２５μｓである。一つのスロットの通信が終了すれば、スロット番号が逐次加算され、次の周波数帯にホッピングすることになる。
【００２５】
このスロット番号は、ブルートゥースクロックと呼ばれ、２８ビットの値をとり、同一のピコネット内で共有される。ブルートゥースクロックが偶数のとき、測定器本体１０から測定ユニット２０に対して通信が行われ、測定器本体１０は、測定ユニット２０を指定して通信を開始する。
【００２６】
測定器本体１０は、通信開始時に同期信号を送り、測定ユニット２０は、その同期信号に基づいて測定器本体１０との同期をとる。測定器本体１０は、同期信号の後にデータの内容を送信する。ブルートゥースクロックが奇数のとき、測定ユニット２０から測定器本体１０に通信が行われ、スロットで指定された測定ユニット２０が測定器本体１０に対して通信する。
【００２７】
次に、ピコネット内同期について説明する。同一のピコネット内に存在する測定ユニット２０は、測定器本体１０の周波数ホッピングパターンとブルートゥースクロックを共有することにより通信が可能になる。
【００２８】
周波数ホッピングパターンは、測定器本体１０のブルートゥースデバイスアドレスとブルートゥースクロックとから一意に算出され、ピコネット構築の際に、測定器本体１０から接続相手の測定ユニット２０にブルートゥースデバイスアドレスとブルートゥースクロックを与える。なお、ブルートゥースデバイスアドレスとは、測定ユニット２０を識別するために一意に与えられる４８ビットのアドレスである。
【００２９】
測定ユニット２０では、与えられたアドレスとクロック値に基づいてホッピングパターンを算出し、そのホッピングパターンにて測定器本体１０と通信可能となった時点でピコネットが形成される。このように、ピコネット内で測定器本体１０を基準として周波数ホッピングパターンとブルートゥースクロックが共有されている状態をピコネット内同期という。
【００３０】
図２（ａ）を参照して、測定器本体１０は、動作主体としてのマイクロコンピュータ等からなる制御部１１を備える。制御部１１には、上記ピコネット内で測定ユニット２０との通信を行う通信モジュール１２が接続されている。通信モジュール１２は、ブルートゥース仕様、ジグビー仕様のいずれであってもよい。
【００３１】
また、制御部１１には、各種の操作条件等を設定する設定部１３、外部機器との通信を行うインタフェース１４、測定データや測定ユニット２０のアドレス等を保存する記憶部１５および液晶パネル等の表示部１６が接続されている。
【００３２】
図３（ａ）を参照して、測定ユニット２０は、基本的な構成として、所定の物理量を測定するセンサ２１、マイクロコンピュータ等からなる制御部２４および通信モジュール２５を備える。通信モジュール２５には、測定器本体１０に採用されているのと同じ仕様の通信モジュールが用いられる。
【００３３】
センサ２１には、温度センサ，湿度センサ，電流センサ，電圧センサ，それに振動や加速度を検出するセンサ等が用いられてよいが、複数のセンサ２１を備え、測定チャンネルを多チャンネルとして、各測定チャンネルの測定データをスキャンして取り込むこともできる。
【００３４】
この実施形態によると、センサ２１にて測定された物理量（測定データ）は増幅器２２で所定に増幅されたのち、Ａ／Ｄコンバータ２３にてデジタルデータに変換されて制御部２４に入力され、制御部２４は、通信モジュール２５を介して１データごともしくは複数データをまとめて測定器本体１０に送信する。
【００３５】
測定器本体１０の制御部１１は、各測定ユニット２０から送信された測定データを所定に処理し、好ましくはリアルタイムで表示部１６に表示し、記憶部１５への保存やインタフェース１４を介して外部機器（例えばパソコン）との通信を行う。
【００３６】
この実施形態によれば、上記のようにして、同一のピコネット内で測定器本体１０と各測定ユニット２０との通信が無線で行われることにより、測定器本体１０と測定ユニット２０とをつなぐ配線（接続ケーブル）が不要であり、測定ユニットを配線が困難であった場所にも容易に設置することができる。
【００３７】
また、各測定ユニット２０の測定データを逐次測定器本体１０に収集することができるため、測定器本体１０は、ほぼリアルタイムで測定結果等を表示したり、メディアへの保存や外部機器（例えばパソコン）との通信が行える。なお、ブルートゥースに代えてジグビーが採用されてもよい。
【００３８】
次に、接続から測定開始までの手順について、その概略を説明する。なお、測定ユニット２０は、例えば電池等の内部電源を有し、先にその電源が入れられているとする。まず、手順１として、測定器本体１０の制御部１１は、測定器本体１０の電源が投入されると、自動的に各測定ユニット２０との無線接続を行う。手順２として、操作者は設定部１３に測定条件（例えば、レンジや記録長等）を設定する。
【００３９】
次に、手順３として、操作者は図示しない測定開始ボタンを押す。これにより、設定部１３に設定された測定条件が通信モジュール１２から各測定ユニット２０に送信され、これを受けて各測定ユニット２０は測定を開始する。なお、あらかじめ測定条件が設定されている場合には手順２は省略され、手順１→手順３となる。
【００４０】
ところで、通信モジュール１２，２５にブルートゥースが用いられる場合、ブルートゥースでは上記手順１での接続に時間がかかる。通常、その接続時間は１台あたり５００ｍｓ程度であるが、接続台数が増え最大の７台になると、場合によっては５ｓｅｃ程度を要することもある。
【００４１】
そのため、上記手順３で測定開始をしたときに、測定器本体１０と測定ユニット２０とが接続されていない場合がある。このような場合には、接続が確立するまで、測定開始を待つ必要があり、電源投入後すぐに測定を開始できないことがある。
【００４２】
接続時間について言えば、ブルートゥースよりもジクビーの方が速い。ジクビーはワイヤレスネットワーク向けの無線規格になっており、電源投入後、瞬時に接続することが可能である。他方において、通信速度（データ転送速度）は、ジクビーが２５０ｋｂｐｓであるのに対して、ブルートゥースは１Ｍｂｐｓで、ジクビーよりもブルートゥースの方が速い。
【００４３】
そこで、本発明では、図２（ｂ）に示すように、測定器本体１０側の通信モジュール１２として、ブルートゥースモジュール１２１とジグビーモジュール１２２とを搭載し、これら各モジュール１２１，１２２を制御部１１のソフトウェアにて切り替え可能とする。
【００４４】
同様に、図３（ｂ）に示すように、測定ユニット２０側の通信モジュール２５にも、ブルートゥースモジュール２５１とジグビーモジュール２５２とを搭載し、これら各モジュール２５１，２５２を制御部２４のソフトウェアにて切り替え可能とする。
【００４５】
本発明では、ブルートゥースの接続時間が長いという問題を解決するため、電源投入時には、ジグビーモジュール１２２，２５２を採用する。これによれば、測定器本体１０の電源投入に伴って、測定器本体１０と測定ユニット２０とが自動的にジグビーにて短時間で接続されることから、測定待ち時間を改善することができる。なお、測定ユニット２０については、例えば内蔵電池等によりあらかじめ電源が投入されているものとする。
【００４６】
そして、ジグビーによる接続後には、各制御部１１，２４のソフトウェアにより、通信モジュールをブルートゥースモジュール１２１，２５１側に切り換えて、通信速度の速いブルートゥースにより通信（測定ユニット２０からのデータ送信を含む）を行う。なお、ブルートゥースによる通信が行われるまでは、ジグビーによる通信が行われる。
【００４７】
この実施形態において、ジグビーからブルートゥースへの切り替えは、測定ユニット２０側の制御部２４が主導的に動作する。
【００４８】
すなわち、測定ユニット２０からジグビーにて測定器本体１０にデータを送信している間、制御部２４は、ブルートゥースでの送信が可能かどうかを調べ、ブルートゥースによる接続が確立したことを確認すると、以後はブルートゥースでデータを送信する。
【００４９】
測定器本体１０は、ジグビーかブルートゥースかの区別なく、測定ユニット２０から送信されるデータを受信する。通信を変更する場合には、測定器本体１０から測定器ユニット２０に対して、通信を変更するコマンドが送信される。
【００５０】
なお、ブルートゥースでは、１台の測定器本体１０に接続できる測定ユニット２０は７台までとする制約があるが、ジクビーによれば、最大で６５５３５台まで同時接続可能である。
【００５１】
したがって、測定のサンプリング速度が遅くてよい場合で、かつ、測定ユニット２０を８台以上使用したい場合には、ジグビーモジュール１２１，２５１を選択することが好ましいことになるが、測定ユニット２０が８台以上である場合、１〜７台までにはブルートゥースを使用し、８台目以降については、ジグビーによる通信としてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０  測定器本体（マスター機器）
１１  制御部
１２  通信モジュール
１２１  ブルートゥースモジュール
１２２  ジグビーモジュール
１３  設定部
１４  インターフェイス
１５  記憶部
１６  表示部
２０（２０ａ〜２０ｇ）  測定ユニット（スレーブ機器）
２１  センサ
２４  制御部
２５  通信モジュール
２５１  ブルートゥースモジュール
２５２  ジグビーモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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