(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の測定対象部位の状態を測定するセンサーと、前記センサーの測定情報を無線送信する機能を有する通信部とを有する第１から第ｎのセンサータグ（ｎは２以上の整数）と、
前記通信部から無線送信された測定情報を受信する機能を有するリーダーライターと、を備え、
前記第１から第ｎのセンサータグは互いに無線通信可能に構成され、
前記第１から第ｎのセンサータグは、前記センサーが第１の測定時間間隔で測定を行うとともに前記通信部が第１の送信時間間隔で前記センサーの測定情報を無線送信する第１の状態と、前記センサーが第２の測定時間間隔で測定を行うとともに前記通信部が前記第１の送信時間間隔よりも短い第２の送信時間間隔で前記センサーの測定情報を無線送信する第２の状態とを切り換え可能に構成され、
前記第１の送信時間間隔は前記第１の測定時間間隔の整数倍であり、
前記第１の状態では、前記通信部が第１のキャリアセンス時間間隔でキャリアセンスを行い、前記第２の状態では、前記通信部が前記第１のキャリアセンス時間間隔よりも短い第２のキャリアセンス時間間隔でキャリアセンスを行い、
前記第１から第ｎのセンサータグのうち第１のセンサータグが前記リーダーライターと通信を行い、前記第１のセンサータグと第２から第ｎのセンサータグとが互いに通信を行うことで前記第１のセンサータグが前記測定情報を収集し、前記第１のセンサータグが収集した前記測定情報を前記リーダーライターに無線送信することを特徴とするセンサーシステム。
【請求項２】
前記第２の送信時間間隔は前記第２の測定時間間隔の整数倍であることを特徴とする請求項１に記載のセンサーシステム。
【請求項３】
前記センサータグは、前記第１の状態に用いる第１のプログラムと、前記第２の状態に用いる第２のプログラムとを含む複数のプログラムが予め記憶された記憶部と、前記記憶部に記憶された前記複数のプログラムのうちの１つのプログラムを選択し、その選択されたプログラムに基づいて前記通信部の駆動を制御する制御部とを備える請求項１または２に記載のセンサーシステム。
【請求項４】
前記リーダーライターは、前記複数のプログラムのうちの１つのプログラムを選択する旨の指示情報を無線送信する機能をさらに有し、
前記通信部は、前記指示情報を受信する機能をさらに有し、
前記制御部は、前記指示情報に基づいて、前記記憶部に記憶された前記複数のプログラムのうちの１つのプログラムを選択する請求項３に記載のセンサーシステム。
【請求項５】
前記リーダーライターは、前記第１のプログラムを選択する旨の指示情報と、前記第２のプログラムを選択する旨の指示情報とを含む複数の指示情報が予め記憶され、前記測定対象物の環境情報に基づいて、前記複数の指示情報のうちの１つの指示情報を選択して無線送信する請求項４に記載のセンサーシステム。
【請求項６】
前記センサータグは、時刻情報を生成する時刻情報生成部を備える請求項１ないし５のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項７】
前記時刻情報生成部は、３２ｋＨｚよりも低いクロック周波数の発振器を用いて構成されている請求項６に記載のセンサーシステム。
【請求項８】
前記リーダーライターは、時刻情報を生成する機能をさらに有し、
前記センサータグは、前記第１の状態において、前記リーダーライターで生成された時刻情報に基づく時間間隔で、前記センサーが測定を行うとともに前記通信部が測定情報の送信を行う請求項１ないし７のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項９】
前記リーダーライターは、３２ｋＨｚ以上のクロック周波数の発信器を有する請求項８に記載のセンサーシステム。
【請求項１０】
前記センサータグは、前記第１の状態において、前記センサーが第１の測定時間間隔で測定を行い、前記第２の状態おいて、前記センサーが前記第１の測定時間間隔よりも短い第２の測定時間間隔で測定を行う請求項１ないし９のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項１１】
前記通信部の前記無線送信は、ＬＦ帯域の搬送波を用いるものである請求項１ないし１０のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項１２】
前記リーダーライターは、受信した測定情報を無線送信する機能をさらに有する請求項１ないし１１のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項１３】
前記リーダーライターの前記無線送信は、ＲＦ帯域の搬送波を用いるものである請求項１２に記載のセンサーシステム。
【請求項１４】
前記測定対象物は、コンクリート構造物である請求項１ないし１３のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項１５】
測定対象物の測定対象部位の状態を測定するセンサーと、前記センサーの測定情報をリーダーライターに無線送信する機能を有する通信部とを有する第１から第ｎのセンサータグ（ｎは２以上の整数）であって、
前記第１から第ｎのセンサータグは、前記センサーが第１の測定時間間隔で測定を行うとともに前記通信部が第１の送信時間間隔で前記センサーの測定情報を無線送信する第１の状態と、前記センサーが第２の測定時間間隔で測定を行うとともに前記通信部が前記第１の送信時間間隔よりも短い第２の送信時間間隔で前記センサーの測定情報を無線送信する第２の状態とを切り換え可能に構成され、
前記第１の送信時間間隔は前記第１の測定時間間隔の整数倍であり、
前記第１の状態では、前記通信部が第１のキャリアセンス時間間隔でキャリアセンスを行い、前記第２の状態では、前記通信部が前記第１のキャリアセンス時間間隔よりも短い第２のキャリアセンス時間間隔でキャリアセンスを行い、
前記第１から第ｎのセンサータグのうち、第１のセンサータグが前記リーダーライターと通信を行い、前記第１のセンサータグと第２から第ｎのセンサータグとが互いに通信を行うことで前記第１のセンサータグが前記測定情報を収集し、前記第１のセンサータグが収集した前記測定情報を前記リーダーライターに無線送信することを特徴とするセンサータグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーシステム及びセンサータグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサーシステムとしては、例えば、コンクリート構造物や土壌等の測定対象物に設定された測定対象部位の状態を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載のセンサーシステムは、道路設備の状態を測定する複数のセンサーと、その複数のセンサーの近傍に設置した路側ユニットとを有し、路側ユニットが各センサーの測定情報を無線通信または有線通信により収集し、その収集した測定情報を無線通信により点検車両に搭載された車載ユニットへ送信する。
【０００３】
従来、このようなセンサーシステムでは、各センサーが測定およびその測定結果の送信を一定時間間隔で行う。かかる時間間隔を長く設定することにより、センサーとともに測定対象物内に埋設された電源の電力を用いて、長期にわたって測定を行うことができる。
しかし、従来のセンサーシステムでは、かかる時間間隔が不変であるため、例えば、震災時またはその後の所望の期間内に、短い時間間隔で詳細な測定情報を知ることができないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１７８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、測定対象物の測定対象部位の状態を長期にわたって測定し得るとともに、所望の期間内に短い時間間隔で詳細な測定情報を取得することができるセンサーシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のセンサーシステムは、測定対象物の測定対象部位の状態を測定するセンサーと、前記センサーの測定情報を無線送信する機能を有する通信部とを有するセンサータグと、
前記通信部から無線送信された測定情報を受信する機能を有するリーダーライターとを備え、
前記センサータグは、前記通信部が第１の送信時間間隔で前記センサーの測定情報を無線送信する第１の状態と、前記通信部が前記第１の送信時間間隔よりも短い第２の送信時間間隔で前記センサーの測定情報を無線送信する第２の状態とを切り換え可能に構成され、
前記第１の状態では、前記通信部が第１のキャリアセンス時間間隔でキャリアセンスを行い、前記第２の状態では、前記通信部が前記第１のキャリアセンス時間間隔よりも短い第２のキャリアセンス時間間隔でキャリアセンスを行うことを特徴とする。
このように構成されたセンサーシステムによれば、測定対象物の測定対象部位の状態を長期にわたって測定し得るとともに、所望の期間内に短い時間間隔で詳細な測定情報を取得することができる。
【０００７】
本発明のセンサーシステムでは、前記センサータグは、前記第１の状態に用いる第１のプログラムと、前記第２の状態に用いる第２のプログラムとを含む複数のプログラムが予め記憶された記憶部と、前記記憶部に記憶された前記複数のプログラムのうちの１つのプログラムを選択し、その選択されたプログラムに基づいて前記通信部の駆動を制御する制御部とを備えることが好ましい。
これにより、通信部の第１の状態と第２の状態とを切り換えることができる。
【０００８】
本発明のセンサーシステムでは、前記リーダーライターは、前記複数のプログラムのうちの１つのプログラムを選択する旨の指示情報を無線送信する機能をさらに有し、
前記通信部は、前記指示情報を受信する機能をさらに有し、
前記制御部は、前記指示情報に基づいて、前記記憶部に記憶された前記複数のプログラムのうちの１つのプログラムを選択することが好ましい。
これにより、測定対象物の外部からの指示により、通信部の第１の状態と第２の状態とを切り換えることができる。
【０００９】
本発明のセンサーシステムでは、前記リーダーライターは、前記第１のプログラムを選択する旨の指示情報と、前記第２のプログラムを選択する旨の指示情報とを含む複数の指示情報が予め記憶され、前記測定対象物の環境情報に基づいて、前記複数の指示情報のうちの１つの指示情報を選択して無線送信することが好ましい。
これにより、測定対象物の環境に応じて、通信部の第１の状態と第２の状態とを切り換えることができる。
【００１０】
本発明のセンサーシステムでは、前記センサータグは、時刻情報を生成する時刻情報生成部を備えることが好ましい。
これにより、時刻情報生成部の時刻情報に基づいてキャリアセンスを行うことができる。
本発明のセンサーシステムでは、前記時刻情報生成部は、３２ｋＨｚよりも低いクロック周波数の発信器を用いて構成されていることが好ましい。
これにより、センサータグの消費電力を抑えることができる。
【００１１】
本発明のセンサーシステムでは、前記リーダーライターは、時刻情報を生成する機能をさらに有し、
前記センサータグは、前記第１の状態において、前記リーダーライターで生成された時刻情報に基づく時間間隔で、前記センサーが測定を行うとともに前記通信部が測定情報の送信を行うことが好ましい。
これにより、センサータグがリアルタイムクロックを有する必要がなくなり、センサータグの消費電力を抑えることができる。
【００１２】
本発明のセンサーシステムでは、前記リーダーライターは、３２ｋＨｚ以上のクロック周波数の発信器を有することが好ましい。
これにより、高精度な時間間隔で、センサーが測定を行うとともに通信部が測定情報の送信を行うことができる。
本発明のセンサーシステムでは、前記センサータグは、前記第１の状態において、前記センサーが第１の測定時間間隔で測定を行い、前記第２の状態おいて、前記センサーが前記第１の測定時間間隔よりも短い第２の測定時間間隔で測定を行うことが好ましい。
これにより、所望の期間内により詳細な測定情報を取得することができる。
【００１３】
本発明のセンサーシステムでは、前記通信部の前記無線送信は、ＬＦ帯域の搬送波を用いるものであることが好ましい。
これにより、測定対象物が例えばコンクリート構造物であっても、センサータグの消費電力を抑えつつ、センサータグとリーダーライターとの通信可能な距離を大きくすることができる。
【００１４】
本発明のセンサーシステムでは、前記リーダーライターは、受信した測定情報を無線送信する機能をさらに有することが好ましい。
これにより、リーダーライターが収集した測定情報をホストで簡単に取得することができる。
本発明のセンサーシステムでは、前記リーダーライターの前記無線送信は、ＲＦ帯域の搬送波を用いるものであることが好ましい。
これにより、ホストとリーダーライターとの通信可能な距離を大きくすることができる。
本発明のセンサーシステムでは、前記測定対象物は、コンクリート構造物であることが好ましい。
これにより、コンクリート構造物の状態を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るセンサーシステムの使用状態の一例を示す図である。
【図２】図１に示すセンサーシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すセンサーシステムのセンサータグの設置状態を示す模式図である。
【図４】図３に示すセンサータグ構成を示すブロック図である。
【図５】図２に示すセンサーシステムのリーダーライターの概略構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示すセンサーシステムの動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のセンサーシステムの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るセンサーシステムの使用状態の一例を示す図、図２は、図１に示すセンサーシステムの概略構成を示すブロック図、図３は、図２に示すセンサーシステムのセンサータグの設置状態を示す模式図、図４は、図３に示すセンサータグ構成を示すブロック図、図５は、図２に示すセンサーシステムのリーダーライターの概略構成を示すブロック図、図６は、図１に示すセンサーシステムの動作を説明するためのフローチャートである。
【００１７】
なお、以下では、本発明のセンサーシステムをコンクリート構造物の品質測定に用いる場合を例に説明する。
図１に示すセンサーシステム１は、橋梁を構成するコンクリート構造物１００の品質を測定するものである。
なお、コンクリート構造物１００は、橋梁に限定されず、例えば、トンネル、ダム、ビルディングや住宅等の建築物、護岸等の港湾構造物、河川構造物、滑走路などの空港施設等の他のコンクリート構造物にも適用可能である。また、センサーシステム１の測定対象物は、コンクレート構造物に限定されず、例えば、土手、堤防、のり面等を形成する土壌であってもよい。
【００１８】
このセンサーシステム１は、コンクリート構造物１００内に埋設された複数のセンサータグ２と、コンクリート構造物１００外に設置されたリーダーライター３とを有している。
図１に示す例では、複数のセンサータグ２は、コンクリート構造物１００の橋桁部１０１に埋設された複数のセンサータグ２ａ、２ｂ、２ｃと、コンクリート構造物１００の橋脚部１０２に埋設された複数のセンサータグ２ｄ、２ｅとで構成されている。
【００１９】
ここで、センサータグ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅは、設置位置が異なる以外は、互いに同様の構成である。したがって、以下の説明では、センサータグ２ａについて代表的に説明し、センサータグ２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの説明を省略する。また、図２では、センサータグ２ｃ、２ｂ、２ｄ、２ｅの図示を省略している。なお、センサータグ２の数は、図１に示すものに限定されるものではない。
このようなセンサーシステム１では、図２に示すように、リーダーライター３および各センサータグ２が互いに無線通信可能に構成されている。
【００２０】
なお、複数のセンサータグ２のうちの１つのセンサータグ２のみをリーダーライター３と無線通信可能な構成としてもよい。この場合、センサータグ２同士を互いに無線通信可能な構成とすることにより、リーダーライター３と無線通信可能なセンサータグ２が、他のセンサータグ２の測定情報を収集し、収集した測定情報をまとめてリーダーライター３へ無線送信すればよい。
【００２１】
また、リーダーライター３は、ホスト４と無線通信可能に構成されており、リーダーライター３に収集された測定情報は、ホスト４（サーバー）へ送信される。
ここで、ホスト４は、必要時にリーダーライター３との通信可能な距離にあれば、コンクリート構造物１００から離れた建造物内に固定設置されていてもよいし、点検車両（図１に示す移動体Ｍ）に搭載したものであってもよい。また、ホスト４は、携帯端末で構成されていてもよい。
【００２２】
また、ホスト４は、コンクリート構造物１００の環境情報を取得し、その環境情報を無線送信する機能をさらに有する。この無線送信された環境情報は、リーダーライター３で受信される。そして、リーダーライター３は、受信した環境情報に基づいて、各センサータグ２へ指示を行う。ここで、ホスト４がコンクリート構造物１００の環境情報を取得する環境情報取得手段を構成する。
【００２３】
かかる環境情報としては、コンクリート構造物１００の状態測定を短時間間隔で行う必要がある環境状態の有無に関するものであれば、特に限定されないが、例えば、地震、津波等の災害の有無が挙げられる。
また、ホスト４における環境情報の取得方法としては、特に限定されず、例えば、ホスト４が例えば災害等の有無を検知するセンサーを備え、そのセンサーの検知結果に基づいて、環境情報を取得してもよいし、外部から有線または無線により取得してもよい。
【００２４】
以下、センサーシステム１を構成する各部を順次説明する。
（センサータグ）
図３に示すように、センサータグ２は、測定対象物であるコンクリート構造物１００のコンクリート１０３内の鉄筋１０４付近に埋設されている。なお、センサータグ２は、コンクリート構造物１００の打設する際に、コンクリート１０３の打設前に鉄筋１０４に固定して埋め込んでもよいし、打設後に硬化したコンクリート１０３に穿孔して埋め込んでもよい。
図４に示すように、センサータグ２は、センサー２１、２２と、通信部２３と、インターフェース部２４と、記憶部２５と、時刻情報生成部２６と、制御部２７と、電源部２８とを有する。
【００２５】
［センサー］
センサー２１、２２は、それぞれ、コンクリート１０３の鉄筋１０４付近に設定された測定対象部位（以下、単に「測定対象部位」ともいう）の状態を測定するものである。
具体的には、センサー２１は、測定対象部位の状態としてｐＨを測定するｐＨセンサーである。これにより、センサー２１の測定情報に基づいて、鉄筋１０４の腐蝕状態を測定することができる。
【００２６】
本実施形態では、センサー２１がコンクリート１０３の外表面と鉄筋１０４との間に設置されている。そのため、センサー２１は、鉄筋１０４が腐食に至る前に、コンクリート１０３の中性化、コンクリート１０３への塩化物イオンの侵入等を検知することができる。これにより、コンクリート１０３の中性化、コンクリート１０３への塩化物イオンの侵入等による鉄筋１０４の腐蝕を予防する措置を予め適切な時期にとることができる。
かかるｐＨセンサーとしては、特に限定されず、公知の各種ｐＨセンサーを用いることができ、例えば、金属製の電気抵抗体または電極対を有し、その電気抵抗体または電極の腐食に伴う電気的特性変化に基づいてｐＨを測定するセンサーを用いることができる。
より具体的には、かかるｐＨセンサーとしては、例えば、電気抵抗体の腐蝕に伴う抵抗値、インピーダンス等の変化に基づいてｐＨを測定するセンサーや、電極対の腐蝕に伴う電極対間のインピーダンス、電位差、静電容量、インダクタンス等の変化に基づいてｐＨを測定するセンサー等を用いることができる。
【００２７】
センサー２２は、第１の測定対象部位の状態として歪みを測定する歪センサーである。これにより、センサー２２の測定情報に基づいて、コンクリート１０３または鉄筋１０４の歪状態を測定することができる。
本実施形態では、センサー２２が鉄筋１０４に沿って設置されている。これにより、鉄筋１０４の歪状態を高感度に測定することができる。
かかる歪センサーとしては、特に限定されず、公知の各種歪センサーを用いることができ、例えば、外力により抵抗値が変化する電気抵抗体を用いたものや、半導体を用いた半導体ひずみセンサー等を用いることができる。
【００２８】
［通信部］
通信部２３は、無線通信機能を有する。
より具体的に説明すると、通信部２３は、前述したセンサー２１、２２の測定情報を無線送信する機能を有する。この無線送信された測定情報は、後に詳述するように、リーダーライター３で受信される。
また、通信部２３は、リーダーライター３から無線送信された指示情報を受信する機能をさらに有する。この受信した指示情報に基づいて、制御部２７が記憶部２５内のプログラムを選択・実行する。
【００２９】
また、通信部２３は、リーダーライター３から無線送信された時刻情報を受信する機能をさらに有していてもよい。この場合、この受信した時刻情報は、時刻情報生成部２６の時刻の補正に用いることができる。これにより、時刻情報生成部２６およびリーダーライター３の時刻を合わせることにより、センサータグ２およびリーダーライター３の動作を簡単かつ確実に同期させることができる。そのため、センサータグ２を無駄なく動作させ、センサータグ２の消費電力を抑えることができる。
【００３０】
このような通信部２３は、アンテナ２３１と、通信回路２３２とを有する。
アンテナ２３１は、特に限定されないが、例えば、金属材料、カーボン等で構成され、巻線、薄膜等の形態をなす。なお、アンテナ２３１は、送信および受信に共通して１つのアンテナで構成されていてもよいし、送信および受信のそれぞれに対応して２つのアンテナで構成されていてもよい。
【００３１】
通信回路２３２は、例えば、電磁波を送信するための送信回路と、送信する信号を変調する機能を有する変調回路と、電磁波を受信するための受信回路と、受信する信号を復調する機能を有する復調回路とを有する。なお、通信回路２３２は、信号の周波数を小さく変換する機能を有するダウンコンバータ回路、信号の周波数を大きく変換する機能を有するアップコンバータ回路、信号を増幅する機能を有する増幅回路等を有していてもよい。なお、これらの回路は、同一基板上に設けられていてもよいし、互いに異なる基板上に設けられていてもよい。
また、通信部２３は、コンクリート構造物１００内での無線通信が可能であれば、特に限定されないが、ＬＦ帯域（３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ）の搬送波を用いるものが好ましい。これにより、センサータグ２の消費電力を抑えつつ、センサータグ２とリーダーライター３との通信可能な距離を大きくすることができる。
【００３２】
［インターフェース部］
インターフェース部２４は、前述したセンサー２１、２２の測定情報を制御部２７に入力する機能を有する。
また、インターフェース部２４は、必要に応じて、センサー２１、２２の測定情報に所定の処理を施して後、その処理後の測定情報を制御部２７に入力する。例えば、インターフェース部２４は、Ａ／Ｄ変換回路を備え、センサー２１、２２の測定情報をアナログからデジタルに変換して制御部２７に入力する。また、インターフェース部２４は、増幅回路を備え、センサー２１、２２の測定情報を増幅した後に制御部２７に入力する。
【００３３】
［記憶部］
記憶部２５は、後述する通信部２３の第１の状態に用いる第１のプログラムと、後述する通信部２３の第２の状態に用いる第２のプログラムとを含む複数のプログラムが予め記憶されている。
この複数のプログラムは、これらのうちの１つのプログラムが後述する制御部２７にて適宜選択され実行される。
【００３４】
ここで、第１のプログラムは、例えば平常時に用いるプログラムであって、センサータグ２の消費電力を抑えつつ、センサー２１、２２の測定およびその測定結果の送信を行うためのものである。また、第２のプログラムは、例えば震災時およびその後の所定期間に用いるプログラムであって、センサー２１、２２の測定およびその測定結果の送信を短時間間隔で行うためのものである。
【００３５】
また、記憶部２５は、センサー２１、２２の測定情報を記憶する機能を有していてもよい。この場合、この記憶された情報は、前述した通信部２３で無線送信される。これにより、通信部２３がセンサー２１、２２による測定を複数回行うごとに通信動作を行って、複数回の測定情報を一括して無線送信することができる。
このような記憶部２５は、特に限定されず、不揮発性メモリ、揮発性メモリのいずれも用いることができるが、電力を供給しなくても情報を記憶した状態を保持することができ、省電力化を図ることができるという観点から、不揮発性メモリを用いるのが好ましく、特に、省電力で情報の読み書きができるという観点から、フラッシュメモリを用いるのが好ましい。
【００３６】
［時刻情報生成部］
時刻情報生成部２６は、時刻情報（クロック信号）を生成する機能を有する。これにより、時刻情報生成部２６の時刻情報に基づいて通信部２３がキャリアセンスを行うことができる。
この時刻情報生成部２６は、特に限定されないが、例えば、水晶振動子を利用した発振回路で構成されている。これにより、時刻情報生成部２６は比較的省電力で時刻情報を生成することができる。
【００３７】
また、時刻情報生成部２６は、後述するリーダーライター３の時刻情報生成部３４に用いる発信器よりもクロック周波数の低い発信器を用いて構成されているのが好ましく、具体的には、３２ｋＨｚよりも低いクロック周波数の発信器（発振回路）を用いて構成されているのが好ましい。これにより、センサータグ２の消費電力を抑えることができる。なお、時刻情報生成部２６の時刻情報は、キャリアセンスの時間間隔の計時にのみ用いればよいため、高精度である必要がない。
【００３８】
［制御部］
制御部２７は、センサータグ２を構成する各部、具体的には通信部２３、インターフェース部２４、記憶部２５、時刻情報生成部２６等を制御する機能を有する。
具体的には、制御部２７は、前述した記憶部２５に記憶された複数のプログラムのうちの１つのプログラムを選択し、その選択されたプログラムに基づいて通信部２３の駆動を制御する機能を有する。
【００３９】
これにより、センサータグ２は、通信部２３が第１の送信時間間隔Ｔ１１でセンサー２１、２２の測定情報を無線送信する第１の状態（以下、単に「第１の状態」ともいう）と、通信部２３が第１の送信時間間隔Ｔ１１よりも短い第２の送信時間間隔Ｔ１２でセンサー２１、２２の測定情報を無線送信する第２の状態とを切り換えることができる。
第１の状態では、通信部２３が第１のキャリアセンス時間間隔Ｔ２１でキャリアセンスを行い、第２の状態では、通信部２３が第１のキャリアセンス時間間隔Ｔ２１よりも短い第２のキャリアセンス時間間隔Ｔ２２でキャリアセンスを行う。
【００４０】
このような第１の状態と第２の状態とを適宜切り換えることにより、コンクリート構造物１００の測定対象部位の状態を長期（具体的には２０年以上）にわたって測定し得るとともに、所望の期間（例えば震災時およびその後の所定期間）内に短い時間間隔で詳細な測定情報を取得することができる。
また、制御部２７は、通信部２３で受信された指示情報、すなわちリーダーライター３からの指示情報に基づいて、記憶部２５に記憶された複数のプログラムのうちの１つのプログラムを選択する。これにより、コンクリート構造物１００の外部からの指示により、センサータグ２の通信部２３の第１の状態と第２の状態とを切り換えることができる。
【００４１】
また、制御部２７は、第２の状態におけるセンサー２１、２２の測定時間間隔が第１の状態におけるセンサー２１、２２の測定時間間隔隔よりも短くなるように、センサー２１、２２を駆動制御する。すなわち、センサータグ２は、第１の状態において、センサー２１、２２が第１の測定時間間隔Ｔ３１で測定を行い、第２の状態おいて、センサー２１、２２が第１の測定時間間隔Ｔ３１よりも短い第２の測定時間間隔Ｔ３２で測定を行う。これにより、所望の期間（すなわち第２の状態の期間）内に、より詳細な測定情報を取得することができる。
この制御部２７は、特に限定されないが、例えば、ＭＰＵで構成されている。
【００４２】
［電源部］
電源部２８は、センサータグ２を動作可能な電力を供給できるものであれば、特に限定されないが、例えば、ボタン型電池のような電池を用いることができ、特に、電池動作寿命が比較的長いという観点から、リチウム電池を用いるのが好ましい。
以上説明したように構成されたセンサータグ２では、通信部２３の通信回路２３２、インターフェース部２４、記憶部２５、時刻情報生成部２６および制御部２７が電気回路４１を構成している。
【００４３】
また、通信部２３、インターフェース部２４、記憶部２５、時刻情報生成部２６、制御部２７および電源部２８は、封止部４２により封止されている。これにより、センサータグ２を水分やコンクリートの存在下に設置した場合に、通信部２３、インターフェース部２４、記憶部２５、時刻情報生成部２６、制御部２７および電源部２８の劣化を防止することができる。
【００４４】
ここで、センサー２１、２２は、封止部４２の外部に露出している。これにより、封止部４２がセンサー２１、２２以外の各部の劣化を防止しつつ、センサー２１、２２による測定を行うことができる。
この封止部４２の構成材料としては、公知の封止樹脂を用いることができ、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４５】
（リーダーライター）
次に、リーダーライター３について詳述する。
図５に示すように、リーダーライター３は、タグ側通信部３１と、ホスト側通信部３２と、記憶部３３と、時刻情報生成部３４と、制御部３５と、電源部３６とを有する。
【００４６】
［タグ側通信部］
タグ側通信部３１は、前述したセンサータグ２の通信部２３と同様に構成することができる。
ただし、タグ側通信部３１は、測定情報を送信する機能を省略することができる。
より具体的に説明すると、タグ側通信部３１は、前述したセンサータグ２の通信部２３から無線送信された測定情報を受信する機能を有する。この受信した測定情報は、後に詳述するように、記憶部３３に記憶された後に、所定時にホスト側通信部３２から無線送信される。
【００４７】
また、タグ側通信部３１は、センサータグ２の記憶部２５に記憶された複数のプログラムのうちの１つのプログラムを選択する旨の指示情報を無線送信する機能をさらに有する。この無線送信された指示情報は、センサータグ２の通信部２３で受信される。
また、タグ側通信部３１は、時刻情報生成部３４から生成した時刻情報を無線送信する機能をさらに有していてもよい。この場合、この無線送信された時刻情報は、センサータグ２で受信され、センサータグ２の時刻情報生成部２６の時刻の補正に用いることができる。
【００４８】
このようなタグ側通信部３１は、アンテナ３１１と、通信回路３１２とを有する。
アンテナ３１１は、前述したセンサータグ２のアンテナ２３１と同様に構成することができる。
通信回路３１２は、前述したセンサータグ２の通信回路２３２と同様に構成することができる。
【００４９】
［ホスト側通信部］
ホスト側通信部３２は、前述したタグ側通信部３１で受信した測定情報（より具体的には、記憶部３３に記憶された測定情報および時刻情報）を送信する機能を有する。この送信した測定情報は、後に詳述するように、ホスト４で受信される。
これにより、リーダーライター３が収集した測定情報をホスト４で簡単に取得することができる。
【００５０】
また、ホスト側通信部３２は、ホスト４から無線送信された環境情報を受信する機能をさらに有する。この受信した環境情報は、リーダーライター３で受信される。
このホスト側通信部３２は、前述したセンサータグ２の通信部２３と同様に構成することができるが、空中を伝送するのでＬＦ帯域よりも高い周波数（例えばＧＨｚ帯域）の搬送波を用いて無線送信するように構成されているのが好ましく、ＲＦ帯域の搬送波を用いて無線送信するように構成されているのがより好ましい。
【００５１】
リーダーライター３の無線送信がＲＦ帯域の搬送波を用いるものであると、ホスト４とリーダーライター３との通信可能な距離を大きくすることができる。
なお、ホスト側通信部３２は、測定情報を受信する機能と、時刻情報を送信および受信する機能とを省略することができる。
このようなホスト側通信部３２は、アンテナ３２１と、通信回路３２２とを有する。
【００５２】
アンテナ３２１は、前述したセンサータグ２のアンテナ２３１と同様に構成することができるが、ホスト側通信部３２がＲＦ帯域の搬送波を送信し得るように構成されているのが好ましい。
通信回路３２２は、前述したセンサータグ２の通信回路２３２と同様に構成することができるが、ホスト側通信部３２がＲＦ帯域の搬送波を送信し得るように構成されているのが好ましい。
【００５３】
［記憶部］
記憶部３３は、タグ側通信部３１で受信した測定情報を記憶する機能を有する。この記憶された情報は、前述したホスト側通信部３２で無線送信される。
ここで、記憶部３３は、時刻情報生成部３４で生成した時刻情報とともにセンサー２１、２２の測定情報を記憶する。すなわち、記憶部３３は、センサー２１、２２の測定情報に時刻情報を付加した状態で、センサー２１、２２の測定情報を記憶する。このような測定情報を用いることにより、測定対象部位の状態を時刻ごとに知ることができる。
【００５４】
また、記憶部３３は、第１の状態に用いる第１のプログラムを選択する旨の指示情報（第１の指示情報）と、第２の状態に用いる第２のプログラムを選択する旨の指示情報（第２の指示情報）とを含む複数の指示情報が予め記憶されている。この記憶された指示情報は、タグ側通信部３１で無線送信される。
このような記憶部３３は、前述したセンサータグ２の記憶部２５と同様に構成することができる。また、後述するようにリーダーライター３の電源部３６として、比較的容量の大きい電池、商用電源、太陽電池に接続された二次電池等を用いることができるため、記憶部３３は、比較的消費電力の大きいメモリで構成されていてもよい。
【００５５】
［時刻情報生成部］
時刻情報生成部３４は、前述したセンサータグ２の時刻情報生成部２６と同様に構成することができ、時刻情報（クロック信号）を生成する機能を有する。
また、後述するようにリーダーライター３の電源部３６として、比較的容量の大きい電池、商用電源、太陽電池に接続された二次電池等を用いることができるため、時刻情報生成部３４は、比較的消費電力の大きいものであっても、より正確な時刻情報を生成し得るもの、例えば、原子発振器や、ＧＰＳ、標準電波を利用して時刻情報を取得する装置等を用いることができる。また、ホスト側通信部３２が時刻情報を受信する機能を有する場合、ホスト側通信部３２でホスト４からの時刻情報を受信し、その時刻情報に基づいて時刻情報生成部３４の時刻を補正することもできる。
【００５６】
また、この時刻情報生成部３４の時刻情報は、第１の状態におけるセンサー２１、２２が測定を行うとともに通信部２３が測定情報の送信を行う時間間隔（Ｔ１１、Ｔ３１）の計時に用いられる。また、かかる時刻情報が測定情報に付加される。
このような時刻情報生成部３４は、３２ｋＨｚ以上のクロック周波数の発信器を有するのが好ましい。これにより、高精度な時間間隔で、センサー２１、２２が測定を行うとともに通信部２３が測定情報の送信を行うことができる。
【００５７】
［制御部］
制御部３５は、リーダーライター３を構成する各部、具体的にはタグ側通信部３１、ホスト側通信部３２、記憶部３３、時刻情報生成部３４等を制御する機能を有する。
また、制御部３５は、ホスト４からの環境情報に基づいて、記憶部３３に記憶された複数の指示情報のうちの１つの指示情報を選択してタグ側通信部３１に無線送信させる。これにより、コンクリート構造物１００の環境に応じて、センサータグ２の通信部２３の第１の状態と第２の状態とを切り換えることができる。
【００５８】
また、制御部３５は、第１の状態において、時刻情報生成部３４の時刻情報により計時して、周期的に（具体的には、第１の測定時間間隔および第１の送信時間間隔に対応する時間間隔で）、タグ側通信部３１を作動させる。これにより、センサータグ２は、第１の状態において、リーダーライター３の時刻情報生成部３４で生成された時刻情報に基づく時間間隔で、センサー２１、２２が測定を行うとともに通信部２３が測定情報の送信を行う。そのため、センサータグ２がリアルタイムクロックを有する必要がなくなり、センサータグ２の消費電力を抑えることができる。
この制御部３５は、特に限定されないが、例えば、ＭＰＵで構成されている。
なお、制御部３５の動作については、後述するセンサーシステム１の動作の説明において、詳述する。
【００５９】
［電源部］
電源部３６は、前述したセンサータグ２の電源部２８と同様に構成することができ、リーダーライター３を動作可能な電力を供給するものである。
ただし、リーダーライター３は、コンクリート構造物１００の外部に設置することができるため、電源部３６は、点検、修理、交換等が容易であるとともに、センサータグ２の電源部２８よりも大型なものを用いることができる。また、コンクリート構造物１００に穿孔等することなく、外部から有線により電源部３６に電力を供給することが可能である。
このようなことから、電源部３６としては、センサータグ２の電源部２８と比較してより大きな電力を発生する電源、例えば、比較的容量の大きい電池、商用電源、太陽電池に接続された二次電池等を用いることができる。このような電源を用いることにより、前述したタグ側通信部３１およびホスト側通信部３２の通信距離を大きくすることができる。
【００６０】
（センサーシステムの動作）
次に、図６に基づいて、センサーシステム１の動作について説明する。
本実施形態のセンサーシステム１では、まず、センサータグ２は、通信部２３が第１の送信時間間隔Ｔ１１でセンサー２１、２２の測定情報を無線送信する第１の状態となり、その後の所望時に、通信部２３が第１の送信時間間隔Ｔ１１よりも短い第２の送信時間間隔Ｔ１２でセンサー２１、２２の測定情報を無線送信する第２の状態に切り換わる。
【００６１】
以下、第１の状態および第２の状態を順次詳細に説明する。
［第１の状態］
第１の状態では、センサータグ２は、第１のキャリアセンス時間間隔Ｔ２１でキャリアセンスを行いながら、リーダーライター３からの指示を待つ。
一方、リーダーライター３は、時刻情報生成部３４の時刻情報に従って所定の周期（第１の送信時間間隔Ｔ１１および第１の測定時間間隔Ｔ３１）で、指示情報（より具体的には、前述した第１のプログラムを選択する旨の指示）を送信する。
【００６２】
これにより、第１の状態では、センサータグ２は、センサー２１、２２による測定（以下、単に「測定」ともいう）を第１の測定時間間隔Ｔ３１で行い、通信部２３による測定情報の送信（以下、単に「送信」ともいう）を第１の送信時間間隔Ｔ１１で行う。
このような測定および送信のいずれかを行っているとき、センサータグ２の制御部２７がアクティブ状態となり、制御部２７の消費電力が大きくなる。一方、測定および送信のいずれも行っていないとき、制御部２７がスリープ状態となり、制御部２７の消費電力が小さくなる。
【００６３】
本実施形態では、第１の送信時間間隔Ｔ１１は、第１の測定時間間隔Ｔ３１と等しく設定されている。これにより、第１の送信時間間隔Ｔ１１で行われる送信は、第１の測定時間間隔Ｔ３１で行われる測定後ごとに行われる。
なお、第１の送信時間間隔Ｔ１１は、第１の測定時間間隔Ｔ３１よりも長く設定されていてもよい。この場合、第１の送信時間間隔Ｔ１１は、第１の測定時間間隔Ｔ３１の整数倍であるのが好ましい。これにより、所定の複数回の測定ごとに各送信を行うことができる。
【００６４】
なお、第１の送信時間間隔Ｔ１１および第１の測定時間間隔Ｔ３１は、それぞれ、図６に図示の例では等間隔に設定されているが、等間隔でなくてもよく、また、間隔が可変であってもよい。第１の送信時間間隔Ｔ１１および第１の測定時間間隔Ｔ３１が可変である場合、これらの時間間隔は、例えば、通常１回／１日程度とし、測定情報の変化量が所定値以下である場合には、１回／１０日程度とする。
このような第１の送信時間間隔Ｔ１１および第１の測定時間間隔Ｔ３１は、具体的には、それぞれ、１回／１０日〜１回／１日程度に設定されている。
【００６５】
また、第１のキャリアセンス時間間隔Ｔ２１は、前述した第１の送信時間間隔Ｔ１１および第１の測定時間間隔Ｔ３１よりも短く設定され、具体的には、数回／１秒程度に設定されている。
以上説明したような第１の状態では、第１の送信時間間隔Ｔ１１、第１のキャリアセンス時間間隔Ｔ２１および第１の測定時間間隔Ｔ３１がそれぞれ比較的長く設定されているので、センサータグ２の消費電力を抑えることができる。
【００６６】
［第２の状態］
前述したように、第１の状態では、センサータグ２が第１のキャリアセンス時間間隔Ｔ２１でキャリアセンスを行いながらリーダーライター３からの指示を待っているが、例えば震災時等の所望時には、リーダーライター３が環境情報に基づいて、指示情報（より具体的には、前述した第２のプログラムを選択する旨の指示）を送信する。
これにより、センサータグ２は、第２の状態となり、測定を第２の測定時間間隔Ｔ３２で行い、送信を第２の送信時間間隔Ｔ１２で行う。
【００６７】
また、第２の状態では、センサータグ２は、第２のキャリアセンス時間間隔Ｔ２２でキャリアセンスを行いながら、リーダーライター３からの指示を待つ。これにより、リーダーライター３がより高精度なタイミングでセンサータグ２に指示を与えることができる。その結果、より詳細な測定情報を取得することができる。
本実施形態では、第２の送信時間間隔Ｔ１２は、第２の測定時間間隔Ｔ３２と等しく設定されている。これにより、第２の送信時間間隔Ｔ１２で行われる送信は、第２の測定時間間隔Ｔ３２で行われる測定後ごとに行われる。
【００６８】
なお、第２の送信時間間隔Ｔ１２は、第２の測定時間間隔Ｔ３２よりも長く設定されていてもよい。この場合、第２の送信時間間隔Ｔ１２は、第２の測定時間間隔Ｔ３２の整数倍であるのが好ましい。これにより、所定の複数回の測定ごとに各送信を行うことができる。
なお、第２の送信時間間隔Ｔ１２および第２の測定時間間隔Ｔ３２は、それぞれ、等間隔に設定されていてもよいし、等間隔でなくてもよく、また、必要に応じて間隔が可変であってもよい。
【００６９】
このような第２の送信時間間隔Ｔ１２および第２の測定時間間隔Ｔ３２は、第１の送信時間間隔Ｔ１１および第１の測定時間間隔Ｔ３１よりも短ければ、特に限定されないが、例えば、それぞれ、１回／１秒〜１回／１日程度に設定されている。
また、第２のキャリアセンス時間間隔Ｔ２２は、前述した第１のキャリアセンス時間間隔Ｔ２１よりも短く設定されていれば、特に限定されないが、例えば、数回／１秒程度に設定されている。
【００７０】
以上説明したような第２の状態では、第２の送信時間間隔Ｔ１２および第２の測定時間間隔Ｔ３２がそれぞれ比較的短く設定されているので、短時間間隔で詳細な測定情報を取得することができる。
特に、第２の状態では、第２のキャリアセンス時間間隔Ｔ２２が第１のキャリアセンス時間間隔Ｔ２１よりも短く設定されているので、より詳細な測定情報を取得することができる。
【００７１】
以上、本発明のセンサーシステムを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明のセンサーシステムでは、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では各センサータグがアクティブ型タグである場合を例に説明したが、これに限定されず、各センサータグはパッシブ型タグであってもよい。
【００７２】
また、前述した実施形態では、１つのセンサータグに２つのセンサーが設けられている場合を例に説明したが、１つのセンサータグに設けられるセンサーの数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、１つのセンサータグに複数のセンサーが設けられる場合において、その複数のセンサーは、互いに同種であってもよいし、互いに異なる種類であってもよい。
【００７３】
また、センサーの配置は、センサーの種類、目的等に応じて適宜設定することができる。
また、センサーの種類は、前述した実施形態のものに限定されず、例えば、塩化物イオンセンサー、温度センサー、磁気センサー、加速度センサー、光センサー、圧力センサー等であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１‥‥センサーシステム  ２‥‥センサータグ  ２ａ‥‥センサータグ  ２ｂ‥‥センサータグ  ２ｃ‥‥センサータグ  ２ｄ‥‥センサータグ  ２ｅ‥‥センサータグ  ３‥‥リーダーライター  ４‥‥ホスト  ２１‥‥センサー  ２２‥‥センサー  ２３‥‥通信部  ２４‥‥インターフェース部  ２５‥‥記憶部  ２６‥‥時刻情報生成部  ２７‥‥制御部  ２８‥‥電源部  ３１‥‥タグ側通信部  ３２‥‥ホスト側通信部  ３３‥‥記憶部  ３４‥‥時刻情報生成部  ３５‥‥制御部  ３６‥‥電源部  ４１‥‥電気回路  ４２‥‥封止部  １００‥‥コンクリート構造物  １０１‥‥橋桁部  １０２‥‥橋脚部  １０３‥‥コンクリート  １０４‥‥鉄筋  ２３１‥‥アンテナ  ２３２‥‥通信回路  ３１１‥‥アンテナ  ３１２‥‥通信回路  ３２１‥‥アンテナ  ３２２‥‥通信回路  Ｍ‥‥移動体  Ｔ１１‥‥第１の送信時間間隔  Ｔ１２‥‥第２の送信時間間隔  Ｔ２１‥‥第１のキャリアセンス時間間隔  Ｔ２２‥‥第２のキャリアセンス時間間隔  Ｔ３１‥‥第１の測定時間間隔  Ｔ３２‥‥第２の測定時間間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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