(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度計測に加熱が必要なガスセンサを用いた検知システムの電力消費を抑止する。【解決手段】検知システムはサーバと無線通信によって連絡された複数のガスセンサから構成され、各ガスセンサにはヒータと、ヒータ通電のオンオフを制御するコントローラ、検出したガス濃度と所定の閾値を比較する比較器を設ける。通常はすべてのガスセンサにおいてヒータには通電されておらず、ガスセンサは低精度でガス濃度を計測し、常時、閾値との比較を行っている。一つのガスセンサにおいてガス濃度が閾値を越えると、自身のヒータＯＮとし高精度計測に切り替わり、計測を終えたらヒータをＯＦＦする。同時にサーバに閾値超過検出を報告し、サーバは閾値超過検出を通報したガスセンサの周辺のガスセンサの閾値を下げ、監視レベルを厳しくする。【選択図】図４Ａ
2006155009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサモジュールと、該ガスセンサモジュールに結合されたコントローラおよび通信系を備える通信制御モジュールを備える複数の分散して配置されたセンサノードと、
前記複数のセンサノードのそれぞれと連係され、必要なセンサノードに制御信号を送信するサーバよりなるガス検知システムにおいて、
前記ガスセンサモジュールはガスセンサと、該ガスセンサの温度制御装置と、該ガスセンサの温度計測装置を備え、前記コントローラは前記ガスセンサの計測値が所定の閾値を超えたことを検知すると、前記温度制御装置を動作させて前記ガスセンサの計測精度を上げるとともに、前記通信制御モジュールを介して前記サーバにガスセンサの計測値が所定の閾値を超えたことを報告し、
前記サーバは、前記ガスセンサの計測値が所定の閾値を超えた報告を受けて、他のセンサノードに対してガスセンサの計測値に対する閾値を低下させる制御信号を送信する、
ことを特徴とするガス検知システム。
【請求項２】
前記サーバが、前記ガスセンサの計測値が所定の閾値を超えた報告を受けてガスセンサの計測値に対する閾値を低下させる制御信号を送信する他のセンサノードは、前記ガスセンサの計測値が所定の閾値を超えたことを通報したセンサノードの近傍のセンサノードであって、任意のセンサ毎にセンサ群をあらかじめ定義しておくことを特徴とする請求項１記載のガス検知システム。
【請求項３】
前記サーバは、前記センサノードに対して、所定周期、または、所望の時刻に、ガスセンサに所定のガスを供給した状態で、前記ガスセンサの温度制御装置を動作させる信号を送ることを特徴とする請求項１記載のガス検知システム。
【請求項４】
前記サーバは、所定周期、または、所望の時刻に、ガスセンサに所定のガスを供給する請求項１記載のガス検知システム。
【請求項５】
前記サーバは、前記センサノードに対して、所定周期、または、所望の時刻に、ガスセンサに所定のガスを供給した状態で、前記ガスセンサの閾値を低下させる指示を送ることを特徴とする請求項１記載のガス検知システム。
【請求項６】
ガス濃度を計測するガスセンサと、
所定の閾値を記憶する閾値設定回路と、
前記ガス濃度と前記所定の閾値とを比較する比較器とを有し、
前記比較器からの出力または外部からの指示に基づいて、前記閾値設定回路は記憶する閾値を前記所定の閾値よりも低くすることを特徴とするセンサノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスの濃度変化を検知するシステムに関し、特に多数のガスセンサを配置してガスの濃度分布をモニタリングする検知システムに好適なシステム制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスセンサにはさまざまな種類があり、例えば可燃性ガスセンサに関してはＪＩＳ  Ｍ  ７６２６「定置形可燃性ガス検知警報器」に記載にあるように接触燃焼式、半導体式、熱伝導式、赤外線吸収式などが知られている。また、薄膜や厚膜を用いた方式として、センサーズ  アンド  アクチュエータズ誌Ｂ１巻１５から２０ページ（Sensors and Actuators, Vol. B1, pp. 15-20）に記載のＦＥＴ方式（ＦＥＴのゲート電極にガス感応膜を成膜し、標的ガスによるゲート電位の変化をＦＥＴで読み出す方式）や、ジャパニーズ  ジャーナル  オブ  アプライド  フィジクス誌４０巻Ｌ１２３２からＬ１２３４ページ（Japanese Journal of Applied Physics Vol. 40, pp. L1232-1234）に記載の熱電式（標的ガスによる熱電変換膜の温度上昇を電圧として読み出す方式）が提案されている。
【０００３】
以上の例は、センサ単体に関するものであるが、複数のセンサを用いる例としては、濃度に対する出力線形領域の異なる複数のセンサを用いて広い濃度範囲の水素ガスを検出する方法（特開２００２−３５７５７６号）が公開されている。
【０００４】
特定の位置におけるガス濃度を計測するだけでなく、施設全体のガスの濃度分布を計測したり、この結果を用いて漏洩拡散のモニタリングや漏洩箇所の特定を行ったりする検知システムが今後普及することが予想される。燃料電池自動車に水素ガスを供給する水素ステーションは、市街地に建設されて高い安全性が要求される点から、こういった検知システムを必要とする施設の好例である。
【０００５】
複数のガスセンサを無線通信で結び、ガスの濃度分布をモニタリングする技術に関しては、例えば第１０回化学センサ国際会議技術抄録集９４から９５ページ（The 10th International Meeting on Chemical Sensors, Technical Digest, pp. 94-95）に記載がある。この例では電気化学センサや光イオン化センサなど数種類のセンサをハイブリッド化し、排水処理場、ごみ処理場、家畜舎、クリーンルームなどの臭気やＶＯＣモニターシステムを構築することを提案している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５７５７６号公報
【非特許文献１】センサーズ  アンド  アクチュエータズ誌Ｂ１巻１５から２０ページ
【非特許文献２】ジャパニーズ  ジャーナル  オブ  アプライド  フィジクス誌４０巻Ｌ１２３２からＬ１２３４ページ
【非特許文献３】第１０回化学センサ国際会議技術抄録集９４から９５ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
数十から数百個のガスセンサを配置して、広い地域のガスの濃度分布を計測するような場合、センサノードはガスセンサと無線機能と電源を内蔵する構成とすることで配線の敷設が不要となり、センサノードの配置が容易になる。このような電源を内蔵したセンサノードにおける重要な課題のひとつが消費電力の低減である。
【０００８】
消費電力の低減には無線通信電力の低減とガスセンサそのものの消費電力の低減がある。ガスセンサそのものの消費電力について見ると、ガスセンサの計測精度を高精度に維持するために、ガスセンサを加熱して使う必要がある場合、特に消費電力の大きいのはガスセンサ加熱用ヒータの消費電力である。前述のように、ガスセンサにはいくつかの方式があるが、特に半導体式やＦＥＴ方式、熱電式など、電気化学反応を利用したガスセンサでは化学反応が温度に影響されるため、温度制御が重要となる。他の方式についても、応答速度を速め、湿度による計測誤差を抑制する必要から、ガスセンサを高温（１００℃−１５０℃程度）に保つ場合が多い。
【０００９】
つまり、多くのガスセンサにおいては、ガスセンサの加熱の有無によってガスセンサの精度が決まり、室温では気温や湿度の影響もあって低精度の計測しかできないが、例えば１００℃程度に温度をコントロールすることによって高精度の計測が可能となる。そのため、例えば特許第２８４８８１８号のようにガスセンサの近傍に薄膜のヒータを配置し、ガスセンサを高温に保つ構成が提案されている。
【００１０】
ガスセンサを加熱することは消費電力を増大させ、またガスセンサの消耗を早めることになる。特に、センサノードの電源に乾電池を用いるような場合、ガスセンサを加熱するヒータの消費電力が大きいと長期間のガス漏洩検知に対応できなくなる。本発明は、高精度の計測を行いたいという要求と、極力電力の消費を抑止したいという要求を両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一般に、ガスセンサの駆動回路に比べて、ヒータによる加熱は桁違いに大きな電力を消費する。電力の消費を抑止するためにはヒータの通電時間を最小限に抑えるのが最も効果的である。複数のセンサノードとこれらと連係されるサーバからなるセンサシステムにおいて、極力電力の消費を抑止しつつ高精度の濃度計測を行うという課題は、センサノードにおいて、ガスセンサの較正時、定時計測時、ガス漏洩検出時など最小限必要な時間のみ、最小限必要なガスセンサのヒータだけを通電するシステム構成とすることによって解決される。
【００１２】
より具体的には、それぞれのセンサノードにはヒータと、ヒータ通電のオンオフを制御するコントローラ、さらに検出したガス濃度と所定の閾値を比較する比較器を設けておく。システム制御のフローの概略を以下に示す。
【００１３】
通常は、すべてのガスセンサにおいてヒータには通電されておらず、ガスセンサは低精度でガス濃度を計測している。また、ガスセンサの計測値に対する閾値は高い値に設定されており、監視レベルとしては緩い（すなわち、緩レベル監視）。一つのセンサノードにおいて、ガスセンサの計測値が閾値を越えると、当該センサノードは計測値が閾値を越えたことをサーバに通報するとともに、自身のヒータに通電を開始して高精度計測に切り替える。高精度計測データはサーバに報告する。
【００１４】
計測値が閾値を越えたことの通報を受けたサーバは、ガスセンサの閾値を下げ、監視レベルを厳しいもの（すなわち、厳レベル監視）に切り替えるように、閾値を越えたことを通報したセンサノードの周辺に配置されているセンサノードに制御信号を送る。
【００１５】
制御信号を受けたセンサノードは閾値を下げ、監視レベルを厳レベル監視に切り替える。すなわち、ガス濃度の計測値が低くても閾値を越えやすくする。
【００１６】
サーバは、最初に閾値を越えたことを通報してきたセンサノードの高精度計測のデータと、当該センサノードの高精度計測に基づくセンサノード自身での正誤判定結果とから、異常がないと判断できる場合は、ガスセンサの閾値を下げるように制御信号を送ったセンサノードに対してガスセンサの閾値を元の値に上げるように制御信号を送り初期状態に復帰させる。
【００１７】
システムの運用上、各センサノードのガスセンサを較正するとき、あるいは、定時計測時など高精度計測が必要なときは、サーバは、この高精度計測が必要な時間だけ、センサノードにヒータに通電するように制御信号を送り、センサノードでヒータが通電されるように制御する。
【００１８】
以上のようなシステム制御によれば、ヒータの通電は高精度計測の必要な最小限の期間にとどめられ、電力の消費を抑止できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ヒータ通電を最小限に抑えることができ、電力の消費量が大幅に削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
最初に本発明の構成要素の例を図１から図３を用いて示す。
【００２１】
図１は本発明のシステム構成の概念図である。ガスのセンシング機能と無線通信機能を持つセンサノード３が多数配置される。一方、サーバ１に接続されたアクセスポイント２が何ヶ所か設置され、各センサノード３は無線通信によってアクセスポイント２を介してサーバ１と連絡している。以下の実施例では図１の形態に沿って、各センサノード３が無線通信によってサーバ１と連絡しているものとして説明するが、有線で連絡していても同様のフローによって電力削減の効果が得られる。また説明を平易ならしめるために、有害ガス（有毒ガスや可燃性ガスなど）の漏洩を例にとって記述するが、有害ガスの異常発生や、酸素やプロセスガスなどの必須ガスの濃度の異常低下などガス濃度の異常値の検出に関するあらゆる場合に同様のフローで対処できる。
【００２２】
図２は、本発明のセンサノードの実施例を示すブロック図である。
【００２３】
センサノード３は、センサモジュール１００、通信制御モジュール２００および電源系３００からなる。センサモジュール１００は、ガスセンサ１０１、ガスセンサの駆動回路１０２、ヒータ１０３、温度計１０４および温度計の駆動回路１０５から構成される。
【００２４】
通信制御モジュール２００には通信系２０６とコントローラ（マイコン）２０１が備えられる。通信系２０６にはアンテナ２０７が接続される。コントローラ２０１にはガスセンサ１０１、温度計１０４の出力がＡ／Ｄコンバータ２０２，２０３を介して導入される。さらに、閾値設定回路２０４が設置される。閾値設定回路２０４はコントローラ２０１により閾値が設定される。比較器２０５はガスセンサ１０１の出力と閾値設定回路２０４の閾値とを比較し、ガスセンサ１０１の出力が閾値を越えた場合に、コントローラ２０１に信号を送り、コントローラ２０１はヒータ１０３にＯＮ信号を送る。コントローラ２０１は、ヒータ１０３にＯＮ信号を送り、ガスセンサが所定の高精度計測が可能になって、高精度計測のデータの取得を終えるタイミングで自律的にヒータ１０３にＯＦＦ信号を送り、ヒータをＯＦＦとするようにプログラムされている。次いで、ガスセンサ１０１の出力、温度計１０３の出力をサーバ１に送信する。
【００２５】
一方、コントローラ２０１は、サーバ１から送られるガスセンサの閾値を下げ、監視レベルを厳レベル監視に切り替える制御信号を受けたときは、閾値設定回路２０４の設定値を小さい値とする。また、サーバ１から送られるガスセンサの閾値を元に戻す復帰指示を送ってきたときは閾値設定回路２０４の設定値を元の大きい値とする。
【００２６】
電源系３００はセンサモジュール１００および通信制御モジュール２００の各要素や駆動回路に電力を供給する。
【００２７】
ここでは便宜的にセンサモジュール１００および通信制御モジュール２００を上記のように構成しているが、Ａ／Ｄコンバータ２０２，２０３をセンサモジュール１００上に構成しても構わないし、比較器２０５、閾値設定回路２０４の機能がコントローラ２０１に内装されても良い。同様に各モジュール上の構成要素の構成、配置には自由度があることはいうまでもない。
【００２８】
図３はセンサモジュール１００の構成例を断面の形で示す図である。１枚のシリコン基板１５上にガスセンサ１０１、温度計１０４、ヒータ１０３および駆動回路１０４，１０５が集積化されている。加熱して温度を制御すべきセンサ部分２１（ガスセンサ１０１、温度計１０４、ヒータ１０３）は、熱容量が小さくなるように基板１５の裏面がエッチングされて薄くされている。また、センサ部分２１と駆動回路部分２２とを熱的に分離するため、基板裏面にモート２３が切られている。図３の構造は、センサモジュールが小型化でき、ガスセンサ１０１の加熱が容易であるという利点があるが、本発明の効果を得るために必須ではなく、例えばヒータ１０３や駆動回路１０４，１０５は電子回路部品等で構成し、センサ部分２１と一体型となっていても良い。
【００２９】
以下、本発明によるシステム制御のフローの例を図４〜７を参照して説明する。
【００３０】
図４Ａはサーバ１とセンサノードの動作およびこれらの間の連絡状況の一例を示す図である。図４Ａでは、一つのセンサノード３１でガスセンサ出力が閾値を越えたことを検知した場合に、この検出が誤動作であった場合のセンサノード３１、サーバ１、センサノード３１の近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎおよびセンサノード３１から遠隔のセンサノード３Ｂ１−３Ｂｍの動作および連絡状況を示す図である。また、図５は、図４Ａの動作および連絡状況を、タイムチャートの形で示す図である。
【００３１】
通常、センサノード３は、定常状態、すなわち、低精度、緩レベル監視で計測をしている。すなわち、図５に示したように、電力の消費を防ぐため各センサノード３は、ヒータ１０３に通電しておらず、ガスセンサ１０１の温度も低く、コントローラ２０１もスタンバイ状態になっている。ガスセンサの低精度の計測値は常時閾値と比較されている。
【００３２】
今、センサノード３１で計測濃度データの閾値超過が起こったものとすると、比較器２０５はトリガを発し、コントローラ２０１を起動する。センサノード３１は閾値超過をサーバ１に通報するとともに、ヒータ１０３をＯＮとする。
【００３３】
サーバ１は、いずれかのセンサノード３が閾値超過を通報してきたのを受けて、当該サーバ１の近傍にあるセンサノードに対して閾値の設定を下げるように指示する。任意のセンサノード３に対して、他のセンサノード３のどれを近傍とするかは、センサノード全体の配置からあらかじめ決めておき、サーバ１に登録しておけば良い。例えば、計測対象の標的ガスの拡散速度から計算しておおむね３０秒以内にガスが到達するセンサノードを近傍としてサーバに登録しておくのが実用的である。図４Ａの例では、センサノード３１について近傍と設定されているセンサノード３Ａ１−３Ａｎに閾値低下の指示が送られる。
【００３４】
センサノード３１が閾値超過を通報してきたのを受けて、サーバ１は近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎの閾値を低下させ、監視レベルを厳レベル監視に切り替えて、異常がすみやかに発見できるようにする。
【００３５】
一方、センサノード３１ではヒータ１０３がＯＮにされるので、ガスセンサ１０１の温度は高くなり、高精度計測が可能となる。ガスセンサ１０１が所定の温度に達したことも確認できるように、ガスセンサ出力のＡ／Ｄ変換データとともに温度データのＡ／Ｄ変換データもコントローラ２０１に取り込まれる。コントローラ２０１は必要な計測が終われば、ヒータ１０３をＯＦＦにするとともに、通信系２０６を介してサーバ１に計測済のデータを転送する。
【００３６】
同時に、コントローラ２０１は、高精度計測したガス濃度の結果から、真に漏洩と考えられるかどうかを判定する。漏洩判定にはいくつかの方法が考えられる。最も簡単にはあらかじめ基準濃度値をコントローラ２０１に設定しておき、計測値と基準値を比較すればよい。このほかにも計測値の時間変化が所定の値を越えた場合に漏洩と判断する方法もある。コントローラ２０１が漏洩ではないと判定した場合、コントローラ２０１はサーバ１に漏洩なしを報告する。
【００３７】
一方、サーバ１の指示に応じて閾値を低下させた近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎは高レベルで監視をするが、これらのセンサノード３Ａ１−３Ａｎのガスセンサ１０１の計測値が、低下された閾値を超過しない限り、低精度での計測を続けるのみである。もし、これらのセンサノード３Ａ１−３Ａｎのいずれかのセンサノード３Ａのガスセンサ１０１の計測値が、低下された閾値を超過した場合には、センサノード３１と同様に、ヒータ１０３をＯＮとして高精度での計測を行い、ヒータ１０３をＯＦＦとした後、高精度で計測済のデータをサーバ１に送るとともに、高精度計測したガス濃度の結果から、真に漏洩と考えられるかどうかを判定する。コントローラ２０１が漏洩ではないと判定した場合、コントローラ２０１はサーバ１に漏洩なしを報告する。上述した経過が図５の上段に示される。
【００３８】
サーバ１では、センサノード３１からの漏洩なし報告、さらに必要なら、センサノード３１から報告されている高精度計測データから漏洩の有無を判定する。サーバ１は、漏洩なしと総合判定したとき、センサノード３１の閾値超過の通報は誤報と判断して、近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎに対して閾値の復帰指示を送信する。これを受けて、センサノード３Ａ１−３Ａｎは閾値を元の高い値に戻し、緩レベル監視に戻す。遠隔のセンサノード３Ｂ１−３Ｂｍに対しては、特に行うことはない。上述した経過が図５の下段に示される。
【００３９】
通常状態では、すべてのガスセンサは低精度で計測しているので、上述したような誤報が発生することが考えられる。このような誤報の場合も、本実施例によれば、ヒータ１０３の通電は最初に閾値超過を検知したセンサノードだけに限られ、電力の消費が抑えられる。もっとも、先にも述べたように、サーバ１による閾値低下の指示に対応して閾値を低下させて厳レベル監視に切り替えたセンサノード３Ａ１−３Ａｎのいずれかのセンサノードでも、閾値超過を検知することが起こり、自身のヒータに通電する場合もありうるが、いずれにしてもヒータに通電するセンサノードの数は最小限にとどめられる。
【００４０】
もちろん、センサノード３に容量の大きい電池を用いるなど電力に余裕のある場合は、センサノードの閾値超過の通報に応じて、センサノード３Ａ１−３Ａｎのすべて、または、遠隔のセンサノードも含めたすべてのセンサノードのヒータに通電して、高精度計測をさせるようにしてもよい。この場合でもコントローラやヒータが電力を必要とする時間は限られており、電力の消費は大幅に抑えられる。
【００４１】
図４Ｂは、サーバ１とセンサノードの動作およびこれらの間の連絡状況の他の例を示す図である。図４Ｂでは、対処すべき漏洩が起こったことにより、一つのセンサノード３１でセンサ出力が閾値を越えたことを検知した場合のセンサノード３１、サーバ１、センサノード３１の近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎおよびセンサノード３１から遠隔のセンサノード３Ｂ１−３Ｂｍの動作および連絡状況を示す図である。
【００４２】
最初に、センサノード３１で計測データの閾値超過が検出されて、サーバ１に閾値超過を通報するとともに、自身のヒータ１０１をＯＮにして高精度計測を行い、計測が完了した状態でヒータ１０１をＯＦＦにし、高精度計測データをサーバに送るところまでは、図4Ａで説明した誤報の場合と同じである。センサノード３１は、図４Ａで説明したような方法により、コントローラ２０１が漏洩と判定すると、図４Ａの場合と異なり漏洩なしの報告をすることはない。また、センサノード３１はヒータ１０１がＯＦＦとされる結果、一旦、低精度、緩レベル監視の状態に戻るが、再び閾値超過が検出されるので、上述した経過が繰り返されることになるが、図が煩雑になるので、表示は省略した。
【００４３】
一方、サーバ１は、センサノード３１からの計測濃度データの閾値超過の通報を受けて、近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎの閾値を低下させ、厳レベル監視に切り替える。図４Ｂでは、実際に漏洩が発生しているので、厳レベル監視に切り替えられた近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎでは、より早く計測濃度データの閾値超過を検出することになる。閾値超過の検出は、この場合も、サーバ１に通報される。これに引き続き、近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎでも、ヒータ１０３をＯＮとして高精度計測が開始され、必要な計測データが得られたらヒータ１０１はＯＦＦとされ、これに続いて、計測濃度データがサーバ１に送られる。また、自身のデータからコントローラ２０１が漏洩と判定する。
【００４４】
近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎの閾値超過通報を受けて、サーバ１は、さらに、遠隔のセンサノード３Ｂ１−３Ｂｍに対して閾値低下を指示する。この結果、遠隔のセンサノード３Ｂ１−３Ｂｍは、閾値低下を指示された近傍のセンサノード３Ａ１−３Ａｎのと同じ動作をすることになる。
【００４５】
このようにして、短時間のヒータＯＮのみで、漏洩している領域にあるセンサノード３（広域にわたる場合はすべてのセンサノード）が高精度計測を行い、この結果のデータをサーバ１に転送する。サーバ１に記録されたデータにより、リアルタイムで漏洩ガスの拡散状況を把握すると同時に漏洩箇所を推定して必要な対処を行うことが可能となる。
【００４６】
図６は定時計測のフローを説明する図である。定時計測とは、一定時間間隔（例えば１時間おき）にすべてのガスセンサで高精度計測を行い、漏洩がないことを確認するとともに計測濃度データの記録を残す手続きである。定時計測では所定の時間ごとにサーバ１から各センサノード３１，センサノード３２，センサノード３３，---のように、順番にヒータＯＮの指示を送り、ガス濃度の高精度の計測データを収集する。この場合にも、ヒータＯＮの指示を受けたセンサノード３では、ガスセンサ１０１が所定の温度に達した状態で高精度の計測を行い、その後、自律的にヒータ１０３をＯＦＦとする。その後、計測データをサーバ１に送信する。これにより、センサノード３の電力消費は最低限に抑制できる。
【００４７】
図７は、図６に示す定時計測のサーバ１およびセンサノード３の動作を説明するタイムチャートである。サーバ１がセンサノード３１にヒータＯＮの指示を送ると、センサノード３１では、ヒータ１０３をＯＮにしてガスセンサ１０１の温度が上がるのを待って、高精度計測を行う。その後、ヒータ１０３をＯＦＦにして、サーバ１に計測データを送る。サーバ１は、計測データからセンサノード３１が漏洩を検知していないことを判定し、次のセンサノード３２にヒータＯＮの指示を送る。次のセンサノード３２でも、同様な計測、データ送信が行われ、サーバ１はセンサノード３２が漏洩を検知していないことを判定する。以下、同様に、全てのセンサノード３の計測を行う。
【００４８】
図８Ａ−図８Ｃは、それぞれ、較正のフローを説明する図である。較正とは初めて現場に検知システムを設置した時や、定期点検時、例えば半年に１回程度、標的ガスや希釈標的ガス、模擬ガスを流すなどして各センサノードの動作を確認する手続きを言う。この手続として、ここでは、三つのタイプを図８Ａ−図８Ｃに例示する。いずれの場合も、サーバ１とセンサノード３に配置された人が連絡を取り合って、ガスセンサ１０１が検出すべきガスを供給するものとする。
【００４９】
図８Ａは、ガスセンサの計測能力について較正動作をさせる場合のフローである。定時計測と同様に、検出すべきガスを供給されている状態でサーバ１からすべてのセンサノード３１にヒータＯＮを指示し、センサノード３１は、サーバ１ガス濃度の高精度計測データを送信する。この較正動作は、他のセンサノード３２，センサノード３３，---に対して、順次行われるが、図示は省略した。
【００５０】
図８Ｂは、通常の計測状態全体の較正動作をさせる場合のフローである。検出すべきガスに危険がない場合は、長時間ガスを流しても支障がないから、図４Ａで説明したセンサノード３１の検出フローを起こさせれば良い。ただし、この校正の場合は、他のセンサノードに閾値低下指示を送る必要はない。図８Ｂでは、サーバ１とセンサノード３２との間で、この較正処理をする例を示した。他のセンサノード３についても、順次実施する。
【００５１】
図８Ｃは、通常の計測状態全体の較正動作をさせる場合の別のフローであり、検出すべきガスとして濃度が閾値に達しない希釈ガスを用いる場合の例である。この場合は、あらかじめ、サーバ１からセンサノードに閾値低下を指示してセンサノードの応答を見る。センサノードは、検出すべきガスの濃度が閾値に達しない程度のものであっても、閾値低下により、これを検出し、ヒータ１０３をＯＮして、高精度計測に切り替え、ガス濃度の計測データをサーバ１に送る。図８Ｃでは、サーバ１とセンサノード３３との間で、この較正処理をする例を示した。他のセンサノード３についても、順次実施する。
【００５２】
ここでは、較正動作を各センサノード３について順次実施するものとして説明したが、全てのセンサノード３に対して一斉に校正動作をさせるものとしてもよいことは言うまでもない。
【００５３】
実施例によれば、ヒータＯＮの時間が極力短くできるので、例えば各ガスセンサは乾電池で駆動できるようになり、ガスセンサの配置に自由度が増し、システムのメンテナンスも容易となる効果がある。
【００５４】
以上の例では、閾値の超過や漏洩判定において、センサノードのコントローラに記憶されている基準濃度値と計測濃度データを比較しているが、この機能をサーバ側にもたせ、サーバ側で各センサノードの計測濃度情報を総合的に解析し、漏洩レベルの表示、警報、ガス遮断等の対策を行うようにシステムを構成してもよいことはいうまでもない。また、ヒータＯＮの時間が極力短くなるように、高精度の計測時にのみヒータＯＮとするものとしたが、電力に余裕があれば、サーバ側で総合判断した結果に応じた指示を送信してくるまで、高精度の計測およびデータ送信を続けて、サーバが状況の変化に対応した判断ができるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のシステム構成の概念図である。
【図２】本発明のセンサノードの実施例を示すブロック図である。
【図３】センサモジュール１００の構成例を断面の形で示す図である。
【図４Ａ】サーバ１とセンサノードの動作およびこれらの間の連絡状況の一例を示す図である。
【図４Ｂ】サーバ１とセンサノードの動作およびこれらの間の連絡状況の他の例を示す図である。
【図５】図４Ａの動作および連絡状況を、タイムチャートの形で示す図である。
【図６】定時計測のフローを説明する図である。
【図７】図６に示す定時計測のサーバ１およびセンサノード３の動作を説明するタイムチャートである。
【図８Ａ】ガスセンサの計測能力について較正動作をさせる場合のフローである。
【図８Ｂ】通常の計測状態全体の較正動作をさせる場合のフローである。
【図８Ｃ】通常の計測状態全体の較正動作をさせる場合のフローであるが、検出すべきガスとして、濃度が閾値に達しない希釈ガスを用いる場合の例である。
【符号の説明】
【００５６】
１…サーバ、２…アクセスポイント、３…センサノード、１０１…ガスセンサ、１０３…ヒータ、１０４…温度計、１０２，１０５…駆動回路、１５…基板、２１…センサ部分、２２…駆動回路部分、２３…モート、１００…センサモジュール、２００…通信制御モジュール、３００…電源系、２０２，２０３…Ａ／Ｄコンバータ、２０４…閾値設定回路、２０５…比較器、２０１…コントローラ（マイコン）、２０６…通信系、２０７…アンテナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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