(57)【要約】【課題】  従来の監視システムは、既存の設備の大きな変更が求められたり、設備の作動状態を監視することが難しかった。【解決手段】  本発明では、対象物の作動時に生じる物理的なエネルギーを電気エネルギーに変換する発電手段と、前記発電手段が出力する電気エネルギーにより動作し、所定のデータを送信する端末側送信手段とを有し、前記対象物に取り付けられる少なくとも１つの無線センサ端末と、前記端末側送信手段から送信される前記所定のデータを受信する監視側受信手段と、前記監視側受信手段が前記所定のデータを受信する周期を監視して、前記対象物の作動状態を判別する監視手段とを有する無線監視装置とを設けたことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の作動時に生じる物理的なエネルギーを電気エネルギーに変換する発電手段と、
前記発電手段が出力する電気エネルギーにより動作し、所定のデータを送信する端末側送信手段と
を有し、前記対象物に取り付けられる少なくとも１つの無線センサ端末と、
前記端末側送信手段から送信される前記所定のデータを受信する監視側受信手段と、
前記監視側受信手段が前記所定のデータを受信する周期を監視して、前記対象物の作動状態を判別する監視手段と
を有する無線監視装置と
を設けたことを特徴とする無線監視システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線監視システムにおいて、
複数の前記無線センサ端末を備え、
前記無線センサ端末に他の前記無線センサ端末から送信される前記所定のデータを受信する端末側受信手段を更に設け、
前記無線監視装置からの距離が最も遠い前記無線センサ端末を特定の無線センサ端末に設定し、
前記特定の無線センサ端末は、前記端末側送信手段から前記所定のデータを送信し、
複数の前記無線センサ端末のうち前記特定の無線センサ端末を除く前記無線センサ端末は、前記特定の無線センサ端末を含む他の前記無線センサ端末が送信する前記所定のデータを前記端末側受信手段で順次に受信し、受信した当該所定のデータを前記端末側送信手段から順次に送信する
ことを特徴とする無線監視システム。
【請求項３】
請求項２に記載の無線監視システムにおいて、
前記無線センサ端末が送信する前記所定のデータは、前記無線センサ端末毎に異なる識別データであり、
前記特定の無線センサ端末は、前記端末側送信手段から自機の前記識別データを送信し、
複数の前記無線センサ端末のうち前記特定の無線センサ端末を除く前記無線センサ端末は、前記特定の無線センサ端末を含む他の前記無線センサ端末が送信する前記識別データを前記端末側受信手段で受信し、受信した前記識別データが予め設定された特定の前記識別データである場合に、自機の前記識別データを前記端末側送信手段から送信する
ことを特徴とする無線監視システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の無線監視システムにおいて、
前記監視手段は、前記無線センサ端末が送信する前記所定のデータの受信回数をカウントし、予め設定された時間内のカウント回数が予め設定された回数以上の場合に、前記対象物が作動状態にあり、予め設定された時間内の前記カウント回数が予め設定された回数未満の場合に、前記対象物が非作動状態にある、と判定する
ことを特徴とする無線監視システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の無線監視システムにおいて、
前記対象物は、農作物への霜の付着を防止するための防霜ファンであることを特徴とする無線監視システム。
【請求項６】
対象物の作動時に生じる物理的なエネルギーを電気エネルギーに変換する発電手段と、
前記発電手段が出力する電気エネルギーにより動作し、所定のデータを送信する端末側送信手段と
を有することを特徴とする無線センサ端末。
【請求項７】
請求項６に記載の無線センサ端末において、
複数の前記無線センサ端末を備える場合、
前記無線センサ端末に他の前記無線センサ端末から送信される前記所定のデータを受信する端末側受信手段を更に設け、
複数の前記無線センサ端末のうち１台を特定の無線センサ端末に設定し、
前記特定の無線センサ端末は、前記端末側送信手段から前記所定のデータを送信し、
複数の前記無線センサ端末のうち前記特定の無線センサ端末を除く前記無線センサ端末は、前記特定の無線センサ端末を含む他の前記無線センサ端末が送信する前記所定のデータを前記端末側受信手段で順次に受信し、受信した当該所定のデータを前記端末側送信手段から順次に送信する
ことを特徴とする無線センサ端末。
【請求項８】
請求項７に記載の無線センサ端末において、
前記無線センサ端末が送信する前記所定のデータは、前記無線センサ端末毎に異なる識別データであり、
前記特定の無線センサ端末は、前記端末側送信手段から自機の前記識別データを送信し、
複数の前記無線センサ端末のうち前記特定の無線センサ端末を除く前記無線センサ端末は、前記特定の無線センサ端末を含む他の前記無線センサ端末が送信する前記識別データを前記端末側受信手段で受信し、受信した前記識別データが予め設定された特定の前記識別データである場合に、自機の前記識別データを前記端末側送信手段から送信する
ことを特徴とする無線センサ端末。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項に記載の無線センサ端末において、
前記対象物は、農作物への霜の付着を防止するための防霜ファンであることを特徴とする無線センサ端末。
【請求項１０】
対象物の作動中にデータを送信する無線センサ端末から送信される所定のデータを受信する監視側受信手段と、
前記監視側受信手段が前記所定のデータを受信する周期を監視して、前記対象物の作動状態を判別する監視手段と
を有することを特徴とする無線監視装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の無線監視装置において、
前記監視手段は、前記無線センサ端末が送信する前記所定のデータの受信回数をカウントし、予め設定された時間内のカウント回数が予め設定された回数以上の場合に、前記対象物が作動状態にあり、予め設定された時間内の前記カウント回数が予め設定された回数未満の場合に、前記対象物が非作動状態にある、と判定する
ことを特徴とする無線監視装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の無線監視装置において、
前記対象物は、農作物への霜の付着を防止するための防霜ファンであることを特徴とする無線監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線センサ端末、無線監視装置及び無線監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視機能や通信機能を具備していない既存の設備が正常に動作しているか否かを監視するシステムが求められている。例えば、農作物に霜が付着するのを防止するための送風ファン（以降、防霜ファンと称す）が設置された圃場において、防霜ファンが回転しているか否かを監視するシステムが考えられている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋａｇｏｓｈｉｍａ−ｉｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｐｕｂｌｉｃ／ｈａｐｐｙｏ／ｈａｐｐｙｏ２００７／２００７−２８．ｐｄｆ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、例えば圃場に通信機能を有するカメラを設置して、カメラで防霜ファンを定期的に撮影し、カメラから監視装置に撮影した静止画像を送信する。そして、監視装置側のオペレータは、モニタ画面で静止画像を目視して、防霜ファンが回転しているか否かを判断する。このため、例えば故障状態にある防霜ファンが風で回転している場合でも、オペレータは、防霜ファンが正常に動作しているものと判断してしまう。さらに、複数の圃場に配置された多数の防霜ファンの状態をオペレータが監視するのは容易ではなく、人件費が掛かる上、人間が判断するので誤認識の心配もある。
【０００５】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、既存の設備を大きく変更することなく、設備の作動状態を監視できる無線センサ端末、無線監視装置及び無線監視システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの観点による無線監視システムは、対象物の作動時に生じる物理的なエネルギーを電気エネルギーに変換する発電手段と、前記発電手段が出力する電気エネルギーにより動作し、所定のデータを送信する端末側送信手段とを有し、前記対象物に取り付けられる少なくとも１つの無線センサ端末と、前記端末側送信手段から送信される前記所定のデータを受信する監視側受信手段と、前記監視側受信手段が前記所定のデータを受信する周期を監視して、前記対象物の作動状態を判別する監視手段とを有する無線監視装置とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
一つの観点による無線センサ端末は、対象物の作動時に生じる物理的なエネルギーを電気エネルギーに変換する発電手段と、前記発電手段が出力する電気エネルギーにより動作し、所定のデータを送信する端末側送信手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
一つの観点による無線監視装置は、対象物の作動中にデータを送信する無線センサ端末から送信される所定のデータを受信する監視側受信手段と、前記監視側受信手段が前記所定のデータを受信する周期を監視して、前記対象物の作動状態を判別する監視手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本件開示の無線センサ端末、無線監視装置及び無線監視システムは、既存の設備を大きく変更することなく、設備の作動状態を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】無線監視システム１００の一例を示す図である。
【図２】ログの一例を示す図である。
【図３】カメラによる監視システム９００の一例を示す図である。
【図４】無線センサ端末１０１の設置例を示す図である。
【図５】無線センサ端末１０１および無線監視装置１０２の一例を示す図である。
【図６】無線センサ端末１０１のその他の例を示す図である。
【図７】無線センサ端末１０１の中継例を示す図である。
【図８】無線センサ端末１０１のその他の中継例を示す図である。
【図９】無線センサ端末１０１の発信パターンの一例を示す図である。
【図１０】無線センサ端末１０１の動作例を示すフローチャートである。
【図１１】無線監視装置１０２の判別処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】無線センサ端末１０１の中継動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】無線センサ端末１０１の中継動作のその他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本件開示の無線センサ端末、無線監視装置及び無線監視システムの実施形態について詳しく説明する。
【００１２】
本実施形態では、無線監視システムとして、圃場（茶畑、果樹園など）で農作物の生育に関係する既存の設備が正常に動作しているか否かを遠隔地で監視するシステムについて説明する。例えば、茶畑では、防霜ファンが一定の間隔で設置され、畑全体に送風して葉に霜が付着するのを防止している。防霜ファンが故障した場合、霜による被害が発生するため、防霜ファンが正常に回転しているか否かを常に監視することが求められる。ところが、防霜ファン自体は、古くから用いられている設備であり、遠隔地で監視する機能は搭載されておらず、農夫が定期的に現地に行って防霜ファンの動作を確認したり、防霜ファンの改造や取り替えなど高価なシステムを導入していた。
【００１３】
そこで、本実施形態に係る無線監視システムは、既存の設備を大きく変更することなく、また大掛かりな配線工事などを行うことなく、設備の作動状態を監視する。図１は、本実施形態に係る無線監視システム１００の一例を示す図である。図１において、無線監視システム１００は、複数の無線センサ端末１０１と、無線監視装置１０２とを基本とするシステムである。そして、遠隔地で監視するために、ホストセンター１０３や監視端末１０４などが設置される。尚、ホストセンター１０３は、複数の圃場がある場合に、統括して各圃場の情報を管理するが、無線監視装置１０２と監視端末１０４とをネットワーク１５０で直接、接続してもよい。また、ネットワーク１５０は、既に有線ネットワークが敷設されている場合は有線でもよいが、一般的な圃場では有線ネットワークが敷設されていないので、携帯電話網や無線ＬＡＮなどの無線ネットワークを用いるのが好ましい。
【００１４】
図１の例では、防霜ファン２００（１）、防霜ファン２００（２）、防霜ファン２００（３）、防霜ファン２００（４）、防霜ファン２００（５）の５つの防霜ファン２００が圃場１５１に設置されている。尚、防霜ファン２００は、例えば５０ｍ程度の距離を離して設置される。
【００１５】
ここで、以降の説明において、防霜ファン２００（１）、防霜ファン２００（２）、防霜ファン２００（３）、防霜ファン２００（４）、防霜ファン２００（５）に共通の内容を説明する場合は、（番号）を省略して防霜ファン２００と表記する。また、特定の防霜ファン２００を指す場合は、符号に（番号）を付加して、例えば防霜ファン２００（３）のように表記する。
【００１６】
図１において、各防霜ファン２００には、無線センサ端末１０１が設置されている。ここで、無線センサ端末１０１についても、特定の防霜ファン２００に設置された無線センサ端末１０１を指す場合は、符号に（番号）を付加して、例えば防霜ファン２００（２）に設置された無線センサ端末１０１（２）のように表記する。
【００１７】
無線センサ端末１０１は、防霜ファン２００が動作する時の物理的なエネルギーを電気エネルギーに変換する発電機能を有し、発電された電力によって所定のデータを無線で定期的に送信する。発電機能の例は、図４で説明する。ここで、所定のデータは、特定周波数で送信される電波の有無（オンオフ）だけの情報であってもよいし、振幅変調、周波数変調、位相変調、或いはスペクトラム拡散変調などを用いて、予め設定された情報を送信するようにしてもよい。例えば、予め設定された情報は、防霜ファンの番号、無線センサ端末１０１の固有のシリアル番号などである。
【００１８】
無線監視装置１０２は、無線センサ端末１０１から受信するデータを解析して、防霜ファン２００の作動状態を判別し、判別結果をネットワーク１５０を介してホストセンター１０３に送信する。この時、無線監視装置１０２は、判別結果に圃場を識別する情報を判別結果に付加するようにしてもよい。圃場を識別する情報は、例えば各圃場に予め割り当てられた番号や名称である。或いは、無線監視装置１０２が配置された圃場が予め判っている場合、無線監視装置１０２のシリアル番号を判別結果に付加してもよい。これにより、無線監視装置１０２は、監視を行っている圃場を認識する。尚、無線監視装置１０２が無線センサ端末１０１から受信するデータを解析して、防霜ファン２００の作動状態を判別する方法については、後で詳しく説明する。
【００１９】
ホストセンター１０３は、無線監視装置１０２から受信する判別結果のログを圃場別に蓄積する。
【００２０】
尚、防霜ファン２００の作動状態の判別は、無線監視装置１０２ではなく、ホストセンター１０３や監視端末１０４で行うようにしてもよい。いずれの場合でも、無線監視装置１０２、ホストセンター１０３、監視端末１０４は、無線センサ端末１０１から送信される所定のデータによって、各圃場における防霜ファン２００の作動状態を監視できる。
【００２１】
ここで、ホストセンター１０３に蓄積されるログの一例を以下に示す。尚、下記は一例であり、他の情報を記録するようにしてもよい。
・ログ記録日時：２０１２年１０月１日、午前４時１５分３０秒
・圃場名：Ａ圃場（圃場１５１に対応する呼称）
・防霜ファンの作動状態：○（作動）
尚、圃場内に複数台の防霜ファン２００が設置されている場合、ホストセンター１０３は、全ての防霜ファン２００が正常であれば、ログに○（作動）を記録する。そして、複数台の防霜ファン２００のうち、いずれか１台が故障した場合、ホストセンター１０３は、ログに×（非作動）を記録する。尚、無線監視装置１０２は、無線センサ端末１０１から送信される所定のデータの受信結果によって、防霜ファン２００の作動状態を判別し、ホストセンター１０３に送信する。
【００２２】
そして、オペレータ１６１は、監視端末１０４を操作してネットワーク１５０を介してホストセンター１０３にアクセスし、各圃場の防霜ファン２００の作動状態を確認する。例えば、監視端末１０４の画面には、図２に示したような情報が表示される。図２の例では、Ａ圃場の作動状態は○（作動）なので、全ての防霜ファン２００は正常に動作していることがわかる。一方、Ｂ圃場の作動状態は×（非作動）なので、Ｂ圃場に設置されている防霜ファン２００のいずれかが故障していることがわかる。尚、図２の例では、ホストセンター１０３にログを記録した日時を表示しているが、作動状態のみを表示してもよい。
【００２３】
このようにして、本実施形態に係る無線監視システム１００は、無線センサ端末１０１が設置されている防霜ファン２００の作動状態を監視する。
【００２４】
ここで、本実施形態の特徴がわかり易いように、図３に別の監視システム９００の一例を示す。監視システム９００は、例えば、圃場９５１に設置された防霜ファン９０１の画像９１０をカメラ９５２で撮影してホストセンター９０３に蓄積または監視端末９０４に送信する。そして、オペレータ９６１は、監視端末９０４を操作して、ホストセンター９０３または監視装置９０２から受信する画像９１０を画面に表示し、防霜ファンの動作を確認する。この時、オペレータ９６１は、画像９１０内の防霜ファン９０１のファンを見て、回転しているように見えれば作動中、止まっているように見えれば非作動、と判断する。このように、オペレータ９６１は、防霜ファン９０１の動作状態を画像９１０で確認するので、誤認識などの問題があった。
【００２５】
これに対して、本実施形態に係る無線監視システム１００は、無線センサ端末１０１を既設の防霜ファン１０１に設置するだけで、防霜ファン２００の作動状態を自動的に判別することができる。例えば、無線センサ端末１０１は、発電した電力で動作して無線で通信するので、電源や通信回線などの配線が不要で、防霜ファン２００の振動が伝わるように設置するだけでよい。これにより、無線センサ端末１０１を接着剤やネジ止めなどにより防霜ファン２００に取り付けることができるので、大掛かりな工事は不要である。また、無線センサ端末１０１は、発電機能を有するため、電池交換などのメンテナンスも不要である。
【００２６】
［無線センサ端末１０１］
次に、無線センサ端末１０１について説明する。図４（ａ）は、無線センサ端末１０１が取り付けられていない既設の防霜ファン２００の一例を示す図である。図４（ａ）において、防霜ファン２００は、モーター２０１と、モーター２０１の回転軸２０２と、回転軸２０２に取り付けられたファン２０３とを有し、モーター２０１は、茶畑の地面などに建てられた支柱２０４に取り付けられている。
【００２７】
例えば、無線センサ端末１０１は、図４（ｂ）に示すように、防霜ファン２００のモーター２０１の上に設置されている。無線センサ端末１０１は、モーター２０１が駆動される時の物理的な振動を電気エネルギーに変換する発電機能を有しており、発電された電力で動作する。尚、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電方法として、圧電素子を用いる方法やコイル内で磁石を往復運動させる方法などがある。この場合、磁力の変化によって電力が発生する。また、防霜ファン２００が故障している場合でも風による回転で振動する時があるが、回転が安定しないので発電された電力が予め決められた範囲内で安定しているか否かによって、自然の風による発電であるか否かを区別できる。これにより、風による誤認識を防ぐことができる。
【００２８】
図４（ｃ）は、無線センサ端末１０１のその他の設置例を示す図で、無線センサ端末１０１は、防霜ファン２００のモーター２０１の回転軸２０２に設置されている。図４（ｃ）において、無線センサ端末１０１ａは、モーター２０１の小型の発電機を回転させて電気エネルギーに変換する発電機能を有しており、発電された電力で動作する。この場合、無線センサ端末１０１ａは、例えば、モーター２０１の回転による振動や遠心力を電気エネルギーに変換する。この場合、発電機の回転や遠心力による圧力などを利用して電力が発生する。或いは、無線センサ端末１０１ａの本体がモーター２０１に対して回転しないような構造（例えば無線センサ端末１０１ａの筐体の一部に錘を入れて重力方向に安定する構造）にし、発電機の軸とモーター２０１の回転軸２０２とを結合して回転することで発電する。
【００２９】
ここで、上記の発電方法は一例であり、風力発電装置のように、防霜ファン２００の送風を利用するなど、他の方法で発電するようにしてもよい。但し、防霜ファン２００の送風を利用する場合は、自然の風と区別するための処理を行う。例えば、図４（ｂ）で述べたように、防霜ファン２００が動作している時の風は安定しているので、発電された電力が予め決められた範囲内で安定しているか否かによって、自然の風による発電であるか否かを区別できる。
【００３０】
図５は、無線センサ端末１０１および無線監視装置１０２の一例を示す図である。尚、無線センサ端末１０１と無線監視装置１０２との間は、例えば、微弱無線規格や特定小電力無線規格などに準拠した無線通信が行われるが、他の規格に基づいた無線通信を用いてもよい。
【００３１】
図５において、無線センサ端末１０１は、発電部３０１と、無線通信部３０２とを有する。尚、無線センサ端末１０１（１）から無線センサ端末１０１（ｎ）は、同様の機能を有する。
【００３２】
発電部３０１は、先に説明したように、防霜ファン２００のモーター２０１の振動エネルギーや回転エネルギーなどの物理的なエネルギーを電気エネルギーに変換し、無線通信部３０２に電力を供給する。ここで、発電部３０１は、発電手段の一例である。
【００３３】
無線通信部３０２は、発電部３０１から供給される電力によって起動され、所定の周波数の信号をアンテナ３０２ｂから送信する。ここで、送信信号は、例えば、所定の周波数のキャリア信号を無変調で送信するだけでもよいし、識別データ３０２ａ（防霜ファン２００の番号や無線センサ端末１０１のシリアル番号など）で変調してもよい。また、図６で説明するように、時計機能やタイマ機能を有する制御部３０３を設け、発電部３０１から供給される電力で起動された後、予め設定された時間間隔で無線通信部３０２から識別データ３０２ａを送信するようにしてもよい。
【００３４】
ここで、無線通信部３０２は、後で説明するように、中継装置として動作する場合は、他の無線センサ端末１０１から送信された信号を受信する機能を有する。そして、無線通信部３０２は、受信した信号をアンテナ３０２ｂから再送信する。尚、送受信される信号が無変調のキャリア信号だけでもよいし、識別データ３０２ａで変調された信号であってもよい。また、無線センサ端末１０１の識別が可能な識別データ３０２ａを用いる場合は、特定の無線センサ端末１０１から送信された識別データ３０２ａを受信した場合だけ、再送信するようにしてもよい。これにより、同じ無線センサ端末１０１が送信した識別データ３０２ａを複数の無線センサ端末１０１が受信した場合に、複数の無線センサ端末１０１が重複して再送信することを防止できる。ここで、無線通信部３０２は、端末側送信手段および端末側受信手段の一例である。
【００３５】
一方、図５において、無線監視装置１０２は、無線通信部４０１と、監視制御部４０２と、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信部４０３とを有する。尚、無線監視装置１０２のシリアル番号、圃場番号、圃場名などの情報を識別データ４０２ａとして予め設定できるようにしてもよい。また、無線監視装置１０２は、電源部分を省略してあるが、例えば、商用電源によって動作する。
【００３６】
無線通信部４０１は、アンテナ４０１ａを介して、無線センサ端末１０１から送信される電波を受信して監視制御部４０２に通知する。また、受信した電波が変調信号である場合は、例えば変調された識別データ３０２ａを復調し、監視制御部４０２に出力する。ここで、無線通信部４０１は、監視側受信手段の一例である。
【００３７】
監視制御部４０２は、時計機能またはタイマ機能を有し、無線通信部４０１が無線センサ端末１０１から信号を受信した日時（時刻だけでもよい）や回数を取得し、防霜ファン２００が正常に稼働しているか否かを判別する。尚、監視制御部４０２は、監視手段の一例である。また、具体的な判別方法は、後で詳しく説明する。監視制御部４０２は、判別結果をＬＡＮ通信部４０３からネットワーク１５０を介してホストセンター１０３または監視端末１０４に送信する。ここで、監視制御部４０２は、無線監視装置１０２の識別データ４０２ａ（圃場番号、圃場名、無線監視装置１０２のシリアル番号など）をメモリなどに予め記憶しておき、判別結果に付加してもよい。これにより、複数の圃場を管理する場合に、オペレータ１６１は、どの圃場の防霜ファン２００の状態であるか否かを認識できる。さらに、監視制御部４０２は、防霜ファン２００の作動状態を判別した日時を判別結果に付加して、ホストセンター１０３や監視端末１０４に送信するようにしてもよい。或いは、ホストセンター１０３に時計機能を設けて、ホストセンター１０３が無線監視装置１０２から受信した判別結果に日時を付加してもよい。
【００３８】
このようにして、図１のホストセンター１０３には、図２で説明したようなログが蓄積され、オペレータ１６１は、監視端末１０４からログにアクセスして各圃場の防霜ファン２００の状態を監視することができる。
【００３９】
次に、無線監視装置１０２と無線センサ端末１０１と間の通信について説明する。図１では、無線監視装置１０２と無線センサ端末１０１との間の通信については特に言及せず、各無線センサ端末１０１から所定のデータを受信するものとして説明した。実際には、防霜ファン２００は５０ｍ程度の間隔で設置されている。このため、広い圃場に無線監視装置１０２が１台だけ設置してある場合、微弱無線規格や特定小電力無線規格に準拠した無線方式では、無線監視装置１０２と全ての無線センサ端末１０１とが直接に通信することが難しい場合がある。例えば、図７（ａ）は、無線監視装置１０２からの距離が異なる位置に配置された無線センサ端末１０１の通信範囲の一例を示した図である。図７（ａ）の場合、無線監視装置１０２から近い位置にある無線センサ端末１０１（１）の通信範囲１８１（１）は、無線監視装置１０２と直接に通信ができる。ところが、無線監視装置１０２から遠い位置にある無線センサ端末１０１（５）の通信範囲１８１（５）は、無線センサ端末１０１（４）までしかなく、無線監視装置１０２と直接に通信することができない。
【００４０】
そこで、本実施形態に係る無線監視システム１００では、図７（ｂ）に示すように、無線監視装置１０２と直接に通信することができない無線センサ端末１０１は、通信可能な他の無線センサ端末１０１を中継して、無線監視装置１０２との間で通信を行う。図７（ｂ）の例では、無線センサ端末１０１（５）は発信端の無線センサ端末１０１として設定され、その他の無線センサ端末１０１（１）から（４）は中継用の無線センサ端末１０１として設定されている。そして、無線センサ端末１０１（５）が送信する信号は、無線センサ端末１０１（４）が受信し、受信した信号を再送信する。無線センサ端末１０１（４）が再送信した信号は、無線センサ端末１０１（３）が受信し、受信した信号を再送信する。同様に、無線センサ端末１０１（３）が再送信した信号は、無線センサ端末１０１（２）が受信して再送信し、無線センサ端末１０１（２）が再送信した信号は、無線センサ端末１０１（１）が受信して再送信する。
【００４１】
ここで、無線センサ端末１０１（４）が再送信した信号は、無線センサ端末１０１（５）でも受信されるが、無線センサ端末１０１（５）は発信端として設定されているので、再送信は行わない。また、無線センサ端末１０１（３）が再送信した信号は、無線センサ端末１０１（４）でも受信されるが、無線センサ端末１０１（４）は再送信した直後なので、再送信は行わない。つまり、無線センサ端末１０１（４）は、受信する信号の間隔が無線センサ端末１０１（５）の送信間隔であることが予め分っているので、無線センサ端末１０１（４）は、信号の再送信後、送信間隔に満たない期間に受信する信号を再送信しないように制御する。無線センサ端末１０１（３）および無線センサ端末１０１（２）についても同様に動作する。このようにして、中継する無線センサ端末１０１が無限に信号を再送信する動作が繰り返されることを防止できる。
【００４２】
また、図７（ａ）の場合、無線センサ端末１０１（５）が送信する信号を無線センサ端末１０１（４）と無線センサ端末１０１（３）の両方で受信された場合、重複して再送信されることになる。そこで、無線センサ端末１０１は、再送信する時にキャリアセンスを行って、他の無線センサ端末１０１が送信している場合はウェイトするように制御する。或いは、無線センサ端末１０１は、他の無線センサ端末１０１の送信と衝突しないように、信号を受信してから再送信するまでの時間を乱数でランダムに可変してもよいし、ウェイト時間をランダムに可変してもよい。または、設計者が中継用の無線センサ端末１０１の通信範囲が必ず両隣の無線センサ端末１０１だけになるようにシステム設計して、各無線センサ端末１０１を設置する時にそれぞれの送信電力を調整しておいてもよい。
【００４３】
或いは、各無線センサ端末１０１が自機の識別データ３０２ａを送信する場合、再送信する識別データ３０２ａを予め決めておき、無線センサ端末１０１は、再送信するか否かを識別データ３０２ａにより判断してもよい。例えば、発信端の無線センサ端末１０１（５）の識別データ３０２ａを識別データ３０２ａ（５）とすると、無線センサ端末１０１（４）は、識別データ３０２ａ（５）を受信した場合に中継動作を行う。そして、再送信する際に、識別データ３０２ａ（５）ではなく、自機の識別データ３０２ａ（４）を送信する。同様に、無線センサ端末１０１（３）は、識別データ３０２ａ（４）を受信した場合に中継動作を行い、識別データ３０２ａ（３）を送信する。また、無線センサ端末１０１（２）は、識別データ３０２ａ（３）を受信した場合に中継動作を行い、識別データ３０２ａ（２）を送信する。さらに、無線センサ端末１０１（１）は、識別データ３０２ａ（２）を受信した場合に中継動作を行い、識別データ３０２ａ（１）を送信する。このように、予め再送信する無線センサ端末１０１の識別データ３０２ａを設定しておき、無線センサ端末１０１は、中継毎に他機から受信した識別データ３０２ａを自機の識別データ３０２ａに置き換えて再送信する。これにより、複数の無線センサ端末１０１が重複して再送信することを防止できる。そして、無線監視装置１０２は、識別データ３０２ａ（１）を受信した場合に、全ての防霜ファン２００は正常に作動していると判断する。これは、いずれかの無線センサ端末１０１が動作していない場合、中継が途切れるので、無線監視装置１０２は、識別データ３０２ａ（１）を受信できないからである。
【００４４】
ここで、無線センサ端末１０１（１）が送信する識別データ３０２ａ（１）と無線センサ端末１０１（２）が送信する識別データ３０２ａ（２）の両方を無線監視装置１０２が受信できる場合を例に挙げて説明する。例えば、無線センサ端末１０１（１）が故障している場合、無線監視装置１０２は、無線センサ端末１０１（２）の識別データ３０２ａ（２）しか受信できない。ところが、上記の例では、無線監視装置１０２は、無線センサ端末１０１（１）の識別データ３０２ａ（１）の受信を待っているので、予め設定された時間内に識別データ３０２ａ（１）を受信できない場合、防霜ファン２００は正常に作動していないと判断する。
【００４５】
尚、図７（ｂ）では、防霜ファン２００がほぼ一列に並んで設置されている場合の例を示したが、図８のように、一列に配置されていない場合もある。この場合でも、中継を行う各無線センサ端末１０１は、自機の識別データ３０２ａに置き換えて送信するので、他装置と重複することなく中継を行うことができる。以下、図８の場合の中継動作について具体的に説明する。
【００４６】
図８において、例えば、発信端の無線センサ端末１０１を無線センサ端末１０１（３）とし、その他の無線センサ端末１０１を中継用とする。そして、無線センサ端末１０１（５）は、無線センサ端末１０１（３）の識別データ３０２ａ（３）を受信した時のみ、識別データ３０２ａ（５）に置き換えて送信する。また、無線センサ端末１０１（２）は、無線センサ端末１０１（５）の識別データ３０２ａ（５）を受信した時のみ、識別データ３０２ａ（２）に置き換えて送信する。同様に、無線センサ端末１０１（４）は、無線センサ端末１０１（２）の識別データ３０２ａ（２）を受信した時のみ、識別データ３０２ａ（４）に置き換えて送信する。さらに、無線センサ端末１０１（１）は、無線センサ端末１０１（４）の識別データ３０２ａ（４）を受信した時のみ、識別データ３０２ａ（１）に置き換えて送信する。このように、再送信する識別データ３０２ａを予め決めておくことにより、無線センサ端末１０１は、複数の無線センサ端末１０１から識別データ３０２ａを受信した場合でも、重複して再送信することを防止できる。そして、無線監視装置１０２は、識別データ３０２ａ（１）を受信した場合に、全ての防霜ファン２００は正常に作動していると判断する。ここで、無線監視装置１０２は、予め設定された時間内に、無線センサ端末１０１（１）の識別データ３０２ａ（１）を受信できなかった場合、防霜ファン２００は正常に作動していないと判断する。例えば、無線監視装置１０２が直接に通信できない無線センサ端末１０１が故障している場合、中継が途切れるので、無線監視装置１０２は、識別データ３０２ａ（１）を受信できず、防霜ファン２００は正常に作動していないと判断する。例えば図８において、中継用の無線センサ端末１０１（５）が故障している場合、無線センサ端末１０１（２）は、無線センサ端末１０１（５）が送信する識別データ３０２ａ（５）を受信できないので、無線センサ端末１０１（４）以降での中継が行われない。
【００４７】
このように、複数の無線センサ端末１０１が設置されている場合、識別データ３０２ａを無線センサ端末１０１で順番に中継することにより、広大な圃場であっても１台の無線監視装置１０２を設置するだけで対応することができる。
【００４８】
次に、無線センサ端末１０１が識別データ３０２ａを送信する時のパターン例について説明する。図９は、防霜ファン２００のファン２０３がモーター２０１によって回転中の無線センサ端末１０１が識別データ３０２ａを送信するパターン例を示す図である。図９において、無線センサ端末１０１は、モーター２０１の定常的な振動によって発電された電力を電源として起動され、予め決められた時間間隔で識別データ３０２ａを送信する。例えば、図９場合、無線センサ端末１０１は、識別データ３０２ａ（１）、識別データ３０２ａ（２）、識別データ３０２ａ（３）の順に、１秒（ｓｅｃ）間隔で識別データ３０２ａを送信する。
【００４９】
ここで、無線センサ端末１０１は、先に説明したように、予め決められた無線周波数の無変調のキャリア信号を送信してもよいし、識別データ３０２ａで変調された信号を送信してもよい。尚、送信する前にキャリアセンスを行って他の端末や別のシステムが使用していないことを確認するようにしてもよい。
【００５０】
次に、無線センサ端末１０１の動作について詳しく説明する。図１０は、無線センサ端末１０１の動作を示すフローチャートである。尚、図１０において、点線で示した部分は、無線センサ端末１０１が起動される前の状況を示している。
【００５１】
（ステップＳ１０１）防霜ファン２００は、電源が投入されるとモーター２０１が駆動され、ファン２０３が回転する。
【００５２】
（ステップＳ１０２）防霜ファン２００のファン２０３が回転を始めると、定常的な振動が発生する。
【００５３】
（ステップＳ１０３）無線センサ端末１０１の発電部３０１は、防霜ファン２００の振動によって発電を行う。
【００５４】
（ステップＳ１０４）無線センサ端末１０１は、発電部３０１によって無線センサ端末１０１のマイコン（マイクロコンピュータ）が起動した場合はステップＳ１０５の処理に進む。また、無線センサ端末１０１は、マイコンが起動されない場合はステップＳ１０１の処理に戻ってマイコンが起動されるまで待つ。ここで、マイコンは、内部のメモリに予め記憶されたプログラムに従って動作し、図５の例では無線通信部３０２に搭載され、図６の例では制御部３０３に搭載されている。
【００５５】
（ステップＳ１０５）無線センサ端末１０１は、予め設定された時間（例えば１秒（ｓｅｃ））をカウントし、１秒間だけ待機する。具体的には、無線センサ端末１０１は、１秒間が経過するまでステップＳ１０４の処理に戻って待機し、１秒間が経過するとステップＳ１０６の処理に進む。
【００５６】
（ステップＳ１０６）無線センサ端末１０１は、無線通信部３０２から識別データ３０２ａを発信する。そして、再び、ステップＳ１０４の処理に戻って待機し、ステップＳ１０５の判別処理で１秒間が経過する毎に、識別データ３０２ａを発信する。
【００５７】
このようにして、無線センサ端末１０１は、防霜ファン２００のモーター２０１の振動によって発電される電力を利用して、予め決められた周期で識別データ３０２ａを発信する。
【００５８】
次に、無線監視装置１０２の動作について詳しく説明する。図１１は、無線監視装置１０２の動作を示すフローチャートである。尚、図１１の各処理は、主に監視制御部４０２が行う処理である。
【００５９】
（ステップＳ２０１）監視制御部４０２は、タイマをＴ秒（例えば６０秒など）にセットする。尚、タイマは、タイマ用のハードウェアを搭載してもよいし、ソフトウェアで行ってもよい。
【００６０】
（ステップＳ２０２）監視制御部４０２は、タイマのタイムアウト、無線センサ端末１０１からの信号の受信、のいずれかのイベントが発生したか否かを判別する。そして、監視制御部４０２は、タイマがタイムアウトした場合はステップＳ２０３の処理に進み、信号を受信した場合はステップＳ２０４の処理に進む。
【００６１】
（ステップＳ２０３）監視制御部４０２は、Ｔ秒間に予め設定された回数（Ｒ回）だけ信号を受信できなかったので、防霜ファン２００が正常に動作していない（非作動）と判断する。そして、防霜ファン２００が作動していないことを示すステータス情報をホストセンター１０３または監視端末１０４に送信する。その後、監視制御部４０２は、ステップＳ２０７の処理に進む。
【００６２】
（ステップＳ２０４）監視制御部４０２は、信号の受信回数を示すカウンタを１つインクリメントする。
【００６３】
（ステップＳ２０５）監視制御部４０２は、信号の受信回数が予め設定されたＲ回以上であるか否かを判別する。そして、監視制御部４０２は、受信回数がＲ回未満の場合はステップＳ２０２の処理に戻り、受信回数がＲ回以上の場合はステップＳ２０６の処理に進む。
【００６４】
例えば、無線センサ端末１０１が１秒周期に信号を送信するように設定されている場合で、ステップＳ２０１でセットされたタイマのＴが６０秒の場合、Ｒは６０回以上であるか否かを判別する。尚、電波の状態やノイズなどの影響を考慮して、上記の例では、６０秒間の受信回数が５８回以上であれば正常であると判断してもよい。
【００６５】
（ステップＳ２０６）監視制御部４０２は、Ｔ秒間に予め設定された回数（Ｒ回）だけ信号を受信できたので、防霜ファン２００が正常に動作している（作動）と判断する。そして、防霜ファン２００が作動していることを示すステータス情報をホストセンター１０３または監視端末１０４に送信する。
【００６６】
（ステップＳ２０７）監視制御部４０２は、信号の受信回数を示すカウンタをクリアして、ステップＳ２０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返し実行する。
【００６７】
次に、中継用の無線センサ端末１０１の動作について詳しく説明する。図１２は、中継用の無線センサ端末１０１の動作を示すフローチャートである。尚、図１２において、図１０と同符号の処理ステップは、同様の処理を示す。ステップＳ１０１からステップＳ１０３において、防霜ファン２００のファン２０３が回転して発生する振動で発電が行われ、ステップＳ１０４でマイコンの起動を判別する。ここまでの処理は、図１０と同じである。
【００６８】
（ステップＳ１５１）無線センサ端末１０１は、マイコンが起動されると、他の無線センサ端末１０１から信号が受信されるまで待機する。そして、無線センサ端末１０１は、信号を受信すると、ステップＳ１５２の処理に進む。
【００６９】
（ステップＳ１５２）無線センサ端末１０１は、受信した信号を再送信する（中継動作）。
【００７０】
このようにして、中継用の無線センサ端末１０１は、他の無線センサ端末１０１から送信される信号を再送信する中継動作を行うことができる。
【００７１】
ここで、先に説明したように、各無線センサ端末１０１毎に識別データ３０２ａを置き換えて中継する場合、中継用の無線センサ端末１０１は、図１３に示したフローチャートに従って動作する。尚、図１３において、図１２と同符号の処理ステップは、同様の処理を示す。図１２と異なるのは、ステップＳ１５１とステップＳ１５２との間にステップＳ１５１ａの処理を実行することである。
【００７２】
（ステップＳ１５１ａ）無線センサ端末１０１は、ステップＳ１５１で受信した識別データ３０２ａが中継すべき無線センサ端末１０１の識別データ３０２ａに対応しているか否かを判別する。無線センサ端末１０１は、識別データ３０２ａが中継に対応している場合はステップＳ１５２の処理に進み、識別データ３０２ａが中継に対応していない場合はステップＳ１０４に戻る。
【００７３】
このようにして、中継用の無線センサ端末１０１は、中継すべき無線センサ端末１０１の識別データ３０２ａのみを自機の識別データ３０２ａに置き換えて再送信することができる。
【００７４】
上記の説明では、無線監視装置１０２が全ての無線センサ端末１０１と直接に通信できない場合について説明したが、ここでは、無線監視装置１０２が全ての無線センサ端末１０１と直接に通信できる場合について説明する。
【００７５】
図１において、無線監視装置１０２は、５台の無線センサ端末１０１から信号が送信されるので、５台の無線センサ端末１０１が同じ周波数で同じ信号（無変調のキャリア信号）を送信する場合、作動していない防霜ファン２００を識別できない。この場合、例えば、各無線センサ端末１０１に異なる無線周波数を設定しておくことで、無線監視装置１０２は、どの防霜ファン２００が故障しているのかを判別できる。例えば、無線センサ端末１０１（１）から（５）に、無線周波数（１）から（５）をそれぞれ割り当てておく。そして、無線監視装置１０２は、無線センサ端末１０１（３）に割り当てられた無線周波数（３）の信号を予め設定された時間内に受信できなければ、防霜ファン２００（３）が故障していると判断する。
【００７６】
或いは、先に説明したような各無線センサ端末１０１毎に固有の識別データ３０２ａを割り当てて、識別データ３０２ａで変調された信号を送信するようにすれば、無線監視装置１０２は、どの防霜ファン２００が故障しているのかを判別できる。例えば、無線センサ端末１０１（１）から（５）に、識別データ３０２ａ（１）から（５）をそれぞれ割り当てておく。そして、無線監視装置１０２は、無線センサ端末１０１（４）に割り当てられた識別データ３０２ａ（４）を予め設定された時間内に受信できなければ、防霜ファン２００（４）が故障していると判断する。尚、この場合、複数の無線センサ端末１０１が同じ無線周波数を用いるので、送信前にキャリアセンスを行って信号が衝突しないように制御する。
【００７７】
このように、無線監視装置１０２が全ての無線センサ端末１０１と直接に通信できる場合でも防霜ファン２００の作動状態を監視することができる。
【００７８】
以上、各実施形態で説明したように、本件開示の無線センサ端末、無線監視装置及び無線監視システムは、発電した電力で動作して無線で通信するので、既存の設備を大きく変更することなく、設備の作動状態を監視することができる。
【００７９】
また、無線センサ端末１０１は、既存設備の物理的なエネルギーを利用して発電した電力で動作するので、配線やメンテナンスなどの費用を削減できる。
【００８０】
また、無線センサ端末１０１は、作動中であることを示す信号を定期的に送信し、所定期間内の受信回数によって作動中であるか否かを判断するので、風などの影響による誤動作を排除することができ、防霜ファン２００が作動中であるか否かを監視できる。
【００８１】
尚、各実施形態では、１つの圃場に１台の無線監視装置１０２を設置する場合について説明したが、複数の無線監視装置１０２を１つの圃場に設置する場合でも、同様に適用可能である。
【００８２】
このように、本件開示の本件開示の無線センサ端末、無線監視装置及び無線監視システムは、発電した電力で動作して無線で通信するので、既存の設備を大きく変更することなく、設備の作動状態を監視することができる。
【００８３】
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。 
【符号の説明】
【００８４】
１００・・・無線監視システム；１０１・・・無線センサ端末；１０２・・・無線監視装置；１０３・・・ホストセンター；１０４・・・監視端末；１５０・・・ネットワーク；１５１・・・圃場；１６１・・・オペレータ；２００・・・防霜ファン；２０１・・・モーター；２０２・・・回転軸；２０３・・・ファン；２０４・・・支柱；３０１・・・発電部；３０２・・・無線通信部；３０２ａ・・・識別データ；３０２ｂ・・・アンテナ；３０３・・・制御部；４０１・・・無線通信部；４０１ａ・・・アンテナ；４０２・・・監視制御部；４０２ａ・・・識別データ；４０３・・・ＬＡＮ通信部
【図１】
2014085799.tif 000003
【図２】
2014085799.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014085799.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014085799.tif 000010
【図９】
2014085799.tif 000011
【図１０】
2014085799.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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