(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力を低減でき、電池駆動による長期間の計測を可能にするセンサ装置を提供する。【解決手段】センサ装置１１は、計測センサ２６と、メモリ２７と、ＲＦＩＤタグ２１と、プロセッサ２２とを有する。計測センサ２６は、電池２５からの電力供給により動作する。メモリ２７は、計測センサ２６によって計測したデータを記憶する。ＲＦＩＤタグ２１は、リーダ装置からの信号に応じて割り込み信号を出力する。プロセッサ２２は、割り込み信号を受信してから遅延時間が経過した後に電池２５から計測センサ２６への電力供給を開始し、計測センサ２６への電力供給を開始してから計測時間が経過した後に計測センサ２６への電力供給を停止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部インターフェースを備えたパッシヴ型のＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグからの割り込み信号で待機状態から復帰するマイクロコンピュータと、加速度センサと、前記加速度センサの計測値を記憶するメモリと、電池と、前記マイクロコンピュータの制御によって前記電池から装置内の各回路への電源供給量を切り替える電源制御回路とを備え、
前記マイクロコンピュータは、前記割り込み信号の発生から加速度の計測開始までの間に予め設定した遅延時間を設ける、ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
構造物に設置されるセンサ装置であって、
電池からの電力供給により動作する計測センサと、
前記計測センサによって計測したデータを記憶するメモリと、
リーダ装置からの信号に応じて割り込み信号を出力するＲＦＩＤタグと、
前記割り込み信号を受信してから遅延時間が経過した後に前記電池から前記計測センサへの電力供給を開始し、前記計測センサへの電力供給を開始してから計測時間が経過した後に前記計測センサへの電力供給を停止するプロセッサと、
を有するセンサ装置。
【請求項３】
前記ＲＦＩＤタグは、前記構造物としての橋梁を通行する車両に搭載したリーダ装置からの電波に応じて前記割り込み信号を出力する、
請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記遅延時間は、前記橋梁における支間長に応じて設定される、
請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
橋梁に設置されるセンサ装置であって、
電池からの電力供給により動作する計測センサと、
前記計測センサによって計測したデータを記憶するメモリと、
前記橋梁における車両の通行に応じた割り込み信号を受信してから遅延時間が経過した後に前記電池から前記計測センサへの電力供給を開始し、前記計測センサへの電力供給を開始してから計測時間が経過した後に前記計測センサへの電力供給を停止するプロセッサと、
を有するセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁などの建造物を管理するために、劣化状況などをモニタリングする技術がある。無線通信機能を有する電池駆動のセンサ装置は、設置場所の自由度が高いため、橋梁などの建造物の劣化状況をモニタリングするために用いられることがある。たとえば、橋梁における車両の通過に伴う振動を計測するため、電池駆動のセンサ装置は、橋梁の支間中央部などに設置されることがある。
【０００３】
しかしながら、電池駆動のセンサ装置は、稼働時間が制限され、電力を補充するには電池交換などの手間がかかるという問題点がある。橋梁などの建造物に設置するセンサ装置は、劣化状況などをモニタリングするためには数年に及ぶ計測期間が必要となる。このような長期運用を電池駆動のセンサ装置で実現するのは難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９２３３０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決するために、消費電力を低減でき、電池駆動による長期間の計測を可能にするセンサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、センサ装置は、計測センサと、メモリと、ＲＦＩＤタグと、プロセッサとを有する。計測センサは、電池からの電力供給により動作する。メモリは、前記計測センサによって計測したデータを記憶する。ＲＦＩＤタグは、リーダ装置からの信号に応じて割り込み信号を出力する。プロセッサは、前記割り込み信号を受信してから遅延時間が経過した後に前記電池から前記計測センサへの電力供給を開始し、前記計測センサへの電力供給を開始してから計測時間が経過した後に前記計測センサへの電力供給を停止する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係るセンサ装置を含む計測システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るセンサ装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るセンサ装置が計測対応とする橋梁における振動波形の例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るセンサ装置による計測動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は、本実施形態に係るセンサ装置によるデータ送出処理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】
【０００８】
以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。  
図１は、実施形態に係るセンサ装置を含む計測システムの構成例を示す模式図である。  
図１に示す計測システムは、センサ装置１１とリーダ装置１２とを有する。センサ装置１１は、計測する対象となる計測対象物となる構造物に設置される。本実施形態において、センサ装置１１は、計測対象物が橋梁であるものとして説明する。計測対象物が橋梁である場合、センサ装置１１は、たとえば、橋梁の床版、橋桁または橋脚などに設置する。図１に示す例では、センサ装置１１は、橋梁における支間の中央部付近の床版または橋桁に設置する。
【０００９】
リーダ装置１２は、計測対象物に対する加振源となる物体に設置する。本実施形態では、計測対象物が橋梁に対する加振源が橋梁を通行する車両（大型車両）であるとし、リーダ装置１２は、加振源となる橋梁を通行する車両に搭載するものとする。車両の搭載するリーダ装置１２は、所定の範囲内にあるセンサ装置１１に対してトリガを与える。図１に示す例において、リーダ装置１２を搭載した車両が橋梁における支間の中央付近を通過するときに、リーダ装置１２がセンサ装置１１へ計測動作の開始のトリガを与える。これにより、センサ装置１１は、リーダ装置１２からのトリガに応じて電池駆動による計測動作を制御する。
【００１０】
図２は、実施形態に係るセンサ装置１１の構成例を示すブロック図である。  
センサ装置１１は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ２１、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ）２２、ＰＣＩバス２３、電源制御回路２４、電池２５、加速度センサ２６、メモリ２７および通信モジュール２８などを有する。
【００１１】
ＲＦＩＤタグ２１は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術を用いたパッシヴ型のデバイスである。ＲＦＩＤタグ２１は、たとえば、ＥＰＣｇｌｏｂａｌ  Ｃ１Ｇｅｎ２やＩＳＯ  １８０００−６  Ｔｙｐｅ  Ｃなどの規格に準じたものを適用する。ＲＦＩＤタグ２１は、リーダ装置１２から受信する電波を動作用の電源に変換して起動し、リーダ装置１２へＩＤ等の情報を応答する。
【００１２】
ＲＦＩＤタグ２１は、リーダ装置１２からの電波によって起動したときに割り込み信号を出力するインターフェースを有する。ＲＦＩＤタグ２１のインターフェースは、ＭＣＵ２２に接続される。ＲＦＩＤタグ２１は、リーダ装置１２からの電波によって起動したとき、ＭＣＵ２２に割り込み信号を与える。ＲＦＩＤタグ２１がＭＣＵ２２に対して出力する割り込み信号は、加速度センサ２６による計測を開始するためのトリガとなる。
【００１３】
ＭＣＵ２２は、各部の制御およびデータ処理を行うマイクロコンピュータである。図２に示す構成例において、ＭＣＵ２２は、ＰＣＩバス２３を介してセンサ装置１１内の加速度センサ２６、メモリ２７および通信モジュール２８に接続する。ＭＣＵ２２は、ＰＣＩバス２３を介して接続する各部との内部通信を行う。
【００１４】
ＭＣＵ２２は、プログラムに基づいて動作するプロセッサを含む。たとえば、ＭＣＵ２２は、プロセッサ、プログラムメモリ、ワークメモリおよび各種のインターフェースなどで構成する。ＭＣＵ２２は、プロセッサがメモリに記憶したプログラムを実行することにより各種の制御を実現する。また、ＭＣＵ２２は、時間を計時するクロックを有する。たとえば、ＭＣＵ２２は、動作クロックに基づいて経過時間を計時するようにしても良い。
【００１５】
ＭＣＵ２２は、動作モードとしてスリープモードを有する。スリープモードは、ＭＣＵ２２が低消費電力で待機する動作モードである。たとえば、ＭＣＵ２２は、スリープモードにおいてクロック周波数を低くして消費電力を低くする。また、ＭＣＵ２２は、スリープモードにおいて割り込み信号を受付ける。スリープモードのＭＣＵ２２は、割り込み信号を受けるとスリープモードから復帰する。
【００１６】
ＭＣＵ２２は、パッシヴ型のデバイスとしてのＲＦＩＤタグ２１に直接接続する。また、ＭＣＵ２２は、電源制御回路２４にも接続する。ＭＣＵ２２は、ＲＦＩＤタグ２１と接続することにより、ＲＦＩＤタグ２１からの割り込み信号を受信する。ＭＣＵ２２は、ＲＦＩＤタグ２１からの割り込み信号に応じてスリープモードから復帰する。たとえば、ＭＣＵ２２は、ＲＦＩＤタグ２１からの割り込み信号に応じてスリープモードから復帰した後、電池２５から各部への電力供給を制御する。
【００１７】
電源制御回路２４は、電池２５から各部（ＭＣＵ２２、加速度センサ２６、メモリ２７および通信モジュール２８）への動作用の電力を供給する回路を含む。電池２５は、各部へ供給する電力を保持する。電源制御回路２４は、ＭＣＵ２２からの制御に基づいて電池２５から各部への電源供給を制御する。
【００１８】
加速度センサ２６は、計測センサである。加速度センサ２６は、橋梁の振動を表す加速度を計測する。たとえば、加速度センサ２６は、電池２５からの電力によって駆動可能なＭＥＭＳ型の３軸加速度センサ素子を含む。また、加速度センサ２６は、ＡＤコンバータおよびＰＣＩインターフェースなどを備える。たとえば、加速度センサ２６は、ＰＣＩバス２３を介してＭＣＵ２２と通信する。
【００１９】
メモリ２７は、データを保存するメモリである。たとえば、メモリ２７は、メモリスロットとメモリスロットに着脱可能なメモリカードで構成する。メモリ２７は、データの書込みが可能な不揮発性のメモリであれば良い。たとえば、ＭＣＵ２２は、ＭＣＵ２２の制御によって加速度センサ２６が計測したデータを含む計測データをメモリ２７に保存する。また、ＭＣＵ２２は、メモリ２７が保存する計測データを通信モジュール２８を介して外部装置へ送出する。
【００２０】
通信モジュール２８は、データ転送用のインターフェースである。たとえば、通信モジュール２８は、メモリ２７に保存した計測データなどのデータを無線通信で外部装置へ伝送する。たとえば、通信モジュール２８は、一定期間ごとにメモリ２７に蓄積したデータを外部装置へ無線伝送するようにしても良い。なお、通信モジュール２８は、センサ装置１１を設置する現場の通信インフラ環境に応じた通信規格の無線通信を行うものとして良い。たとえば、通信モジュール２８は、無線ＬＡＮ、広域のモバイル通信（たとえばＬＴＥ（登録商標））、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  ，Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ）などの規格に適合した通信方式の無線通信のインターフェースが適用できる。
【００２１】
次に、上記のような計測システムに用いるセンサ装置１１の設置について説明する。  
図１に示すように、センサ装置１１は、計測対象物としての橋梁の床版または橋桁に設置する。センサ装置１１は、加速度センサ２６を用いて、橋梁における劣化等を診断するための振動を計測する。このため、センサ装置１１は、橋梁における車両（大型車両）の通過に伴う振動を計測できる位置に設置する。橋梁における支間の中央部付近では、他の部位に比べて振動の振幅が大きく、加速度を計測する場合にＳＮ比が大きくなる。このため、図１に示す例において、センサ装置１１は、橋梁における支間の中央部付近の床版または橋桁に設置するものとしている。
【００２２】
センサ装置１１は、車両が橋梁における支間の中央部付近の走行するときに、当該車両に搭載したリーダ装置１２からの電波をＲＦＩＤタグ２１が受信するように設置する。たとえば、電波の送信電力が５００ｍＷ  ｅ．ｉ．ｒ．ｐであるリーダ装置１２は、ＲＦＩＤタグ２１と通信可能な距離が２ｍ程度以内となる。通信可能な距離が２ｍ程度以内である場合、ＲＦＩＤタグ２１は、センサ装置１１のほぼ直上付近を通過する車両に搭載されたリーダ装置１２との通信が成立する。
【００２３】
リーダ装置１２との通信が成立（リーダ装置からの電波によって起動）したＲＦＩＤタグ２１は、ＭＣＵ２に対して割り込み信号を出力する。割り込み信号は、加速度センサ２６による計測を開始するためのトリガとなる信号である。センサ装置１１のＭＣＵ２２は、ＲＦＩＤタグ２１からの割り込み信号を基準として加速度センサ２６を用いた計測開始のタイミングを制御する。ＭＣＵ２２は、計測開始のタイミングで電池２５から各部へ電力を供給するように電源制御回路２４を制御する。
【００２４】
次に、橋梁における車両の通行に伴う振動とセンサ装置１１による計測開始のタイミングとについて説明する。  
図３は、橋梁における車両の通行に伴う振動波形の例を示す図である。図３において、縦軸は振動加速度（ｍｍ／ｓ２）であり、横軸は時間（秒）を表す。また、図３に示すトリガは、加振源となる車両がセンサ装置１１の設置位置（支間の中央付近）を通過したときに発生する。
【００２５】
図３に示すように、車両（大型車両）の通過に伴う振動は、強制振動と自由振動とに分類される。強制振動は、車両が通行する際に、通行する車両が直接的に橋梁に与える振動である。強制振動は、車両の通行に応じて時間の経過とともに収束する。自由振動は、強制振動が収束した後に生じる振動である。自由振動は、橋梁の固有振動成分を含む。橋梁の固有振動成分は、個々の橋梁に固有な振動成分であり、劣化状況を含めた現在の橋梁の構造的な特性を示す情報となり得る。本実施形態における計測システムでは、橋梁の固有振動を取得するため、センサ装置１１は自由振動を計測するものとする。
【００２６】
図３に示す例において、強制振動は、車両がセンサ装置１１の真上（支間の中央部）付近を通過したときからｔ秒が経過するまでの間に収束する。また、自由振動は、強制振動が収束した後に表れる。このため、自由振動は、車両がセンサ装置１１の真上付近を通過した時点からｔ秒が経過した後に計測できると考えられる。つまり、図３に示す振動波形であれば、センサ装置１１は、トリガを受信したときからｔ秒が経過した後に自由振動を計測できる。
【００２７】
上述したように、センサ装置１１は、橋梁の固有振動成分を取得するため、強制振動後の橋梁の固有振動成分を含む自由振動を計測する。このため、センサ装置１１は、ＲＦＩＤタグ２１からの割り込み信号（トリガ）を受信した直後から計測を開始するのではなく、強制振動後の自由振動を計測するように計測を開始する。すなわち、センサ装置１１は、車両がセンサ装置１１の真上を通過した時点（トリガを受信した時点）から強制振動が収束するｔ秒間を経過した時点（ｔ秒間遅延して）から計測を開始する。
【００２８】
本実施形態において、センサ装置１１は、自由振動を計測するため、車両が通過した時（トリガを受信した時）からｔ秒間の遅延時間が経過した後に計測を開始する。ここで、遅延時間ｔは、あらかじめセンサ装置１１のＭＣＵ２２に設定しておくものとする。加振源としての車両の通行に伴う強制振動は当該車両が橋梁の支間を通行する場合に強く表れる。このため、橋梁に設置するセンサ装置１１は、遅延時間を設置する橋梁における支間長に基づいて設定しても良い。たとえば、センサ装置１１を橋梁の支間中央付近に設置するとすれば、遅延時間は、当該橋梁の支間長の長さと加振源となる車両の移動速度とに応じて設定しても良い。
【００２９】
具体例として、遅延時間ｔは、以下の計算に基づいて設定される。  
図３に示すトリガが発生する時点では、加振源としての車両は、センサ装置１１の真上（支間の中央付近）にあると想定される。図１に示す例では、センサ装置１１の橋梁における支間の中央付近に設置する。従って、センサ装置１１の真上の位置から前方の橋脚までの距離は、支間長Ｌの半分（０．５Ｌ）である。０．５Ｌを車速Ｖｍ／ｈで走行するのに要する時間は、０．５Ｌ／Ｖ（秒）となる。
【００３０】
車両が支間を通過する間は強制振動が生じると考えられるから、強制振動が収束する時刻は、トリガが発生した時点から少なくとも０．５Ｌ／Ｖ（秒）経過した後と考えられる。この場合、遅延時間ｔとしては、ｔ＝０．５Ｌ／Ｖ（秒）とすることが考えられる。但し、強制振動は車両が橋脚を通過するととき完全に収束するものではないため、強制振動が十分収束するまでの時間マージンを考慮して遅延時間を設定しても良い。たとえば、遅延時間ｔは、上記０．５Ｌ／Ｖ（秒）の２倍として、ｔ＝Ｌ／Ｖ（秒）としても良い。
【００３１】
また、センサ装置１１は、加速度センサ２６を用いて計測を実施する場合、加速度センサ２６などの各デバイスを電池２５から供給される電力によって駆動させる。つまり、センサ装置１１は、トリガを受信してから遅延時間を経過したときに、加速度センサ２６などの各デバイスをオンする。
【００３２】
さらに、計測を開始したセンサ装置１１は、加速度センサ２６を用いた計測を所定の計測期間において実施する。計測の開始から計測期間が経過すると、センサ装置１１は、電池２５から各デバイスへの電力供給を停止することにより計測を終了する。図３に示す例では、計測期間を１０秒間としている。計測期間は、橋梁における劣化などを推定するためのデータを収集できる期間であれば良い。計測期間は、少なくともＦＦＴ後の周波数スペクトルが所望の周波数分解能を満たす必要最小限のデータ量の計測データを収集できる期間であれば良い。たとえば、計測期間は、橋梁における支間の長さＬから推定する固有振動周波数と、ＦＦＴに必要なデータ数（２のべき乗）と、加速度計測のサンプリング周期とから算出しても良い。
【００３３】
次に、実施形態に係るセンサ装置１１による計測制御の動作について説明する。  
図４は、実施形態に係るセンサ装置１１による計測制御の動作を説明するためのフローチャートである。  
計測を実施していない待機状態において、センサ装置１１のＭＣＵ２２は、割り込み信号を応じて起動するのに必要な最小限の動作だけで待機する。たとえば、待機状態において、ＭＣＵ２２は、クロック周波数が低いスリープモードで動作する。センサ装置１１内の加速度センサ２６などの各デバイスは電源制御回路２４によって電池２５からの電力供給が停止（電源がオフ）される。この結果、待機状態において、センサ装置１１全体としては極めて低い消費電力で動作（待機）する。
【００３４】
リーダ装置１２を搭載した車両がセンサ装置１１の設置位置である支間の中央付近を通過するとき、パッシヴＲＦＩＤタグ２１は、リーダ装置１２からの電波を受信する。リーダ装置１２からの電波を受信すると、ＲＦＩＤタグ２１は、受信した電波によって起動し、リーダ装置１２つの通信を成立させる。リーダ装置１２から受信した電波によって起動したＲＦＩＤタグ２１は、割り込み信号をＭＣＵ２２へ送出する（ＡＣＴ１１）。
【００３５】
ＭＣＵ２２は、ＲＦＩＤタグ２１からの割り込み信号に応じてスリープモードを解除する（ＡＣＴ１２）。スリープモードを解除すると、ＭＣＵ２２は、割り込み信号を受けてからの経過時間を計時する。ＭＣＵ２２は、経過時間が所定の遅延時間となったかを監視する（ＡＣＴ１３）。遅延時間は、強制振動が収束する時間に応じて設定される。ここで、ＭＣＵ２２は、強制振動が収束する時間を想定した遅延時間が計測を開始する時間の設定値として予め設定されるものとする。
【００３６】
割り込み信号を受信してから遅延時間が経過すると（ＡＣＴ１３、ＹＥＳ）、ＭＣＵ２２は、電源制御回路２４を制御して加速度センサ２６を含む各デバイスへ電池２５からの電力を供給する（ＡＣＴ１４）。各デバイスへの電力を供給（各デバイスをオン）すると、ＭＣＵ２２は、所定の計測期間（たとえば、１０秒間）において計測を実施する（ＡＣＴ１５）。ＭＣＵ２２は、既定のサンプリング周期に従って加速度センサ２６が計測する加速度を示すデータと時刻情報とを関連付けた計測データとしてメモリ２７に保存する。
【００３７】
たとえば、ＭＣＵ２２は、加速度センサ２６を用いて、数１００Ｈｚのサンプリング周波数で計測期間（数秒から数十秒間）における計測を実施する。また、ＭＣＵ２２は、所望の分解能を得るために１２ビット以上の量子化ビット数で構成したデータとして計測データをメモリ２７に保存する。これにより、メモリ２７には、車両の通過に伴う強制振動後の固有振動成分を含む自由振動を計測した計測データが保存される。
【００３８】
計測時間が経過すると（ＡＣＴ１６、ＹＥＳ）、ＭＣＵ２２は、計測を終了し、電源制御回路２４を制御して加速度センサ２６を含む各デバイスへの電力の供給を停止する（ＡＣＴ１７）。各デバイスへの電力の供給を停止（各デバイスをオフ）した後、ＭＣＵ２２は、動作モードをスリーブモードに設定し（ＡＣＴ１８）、待機状態となる。
【００３９】
次に、センサ装置１１のメモリ２７に保存されたデータを外部に送出するデータ送出処理について説明する。  
上述した計測動作によってメモリ２７に保存される計測データは、データ量が多い。たとえば、数１００Ｈｚのサンプリング周波数で数十秒間計測したデータは、低消費電力な無線デバイスで送出するには数十秒間ほどの時間を要することが予測される。このため、通信モジュール２８を用いてメモリ２７に保存したデータを転送する処理においても、電池２５の消費電力を抑える必要がある。本実施形態に係るセンサ装置１１は、電池の消費電力を抑えるために、予め設定した時間帯にＭＣＵ２２の制御によって間欠的に外部装置と通信するものとする。
【００４０】
具体的な例としては、特定日時に１時間（例えば毎月１時間）だけ、１０分間ごとに３０秒間だけ電源をオンして外部装置と通信可能な状態になるようにする。通信可能な状態となる時間帯に無線収集端末（たとえば橋梁付近に設置した外部装置）からデータ要求信号を送信する。このデータ要求信号を電源オンした通信モジュール２８で受信すると、センサ装置１１は、メモリ２７に保存したデータを無線収集端末へ送出する処理を行う。データの送出後、センサ装置１１は、再び通信モジュール等への電源をオフして待機状態になる。
【００４１】
図５は、実施形態に係るセンサ装置１１によるデータ送出処理の例を説明するためのフローチャートである。  
ＭＣＵ２２は、予め設定したデータ送出期間において、外部装置からの要求に応じたデータ送信処理を実行する。データ送出期間は、予め設定した時間帯で良い。たとえば、データ送出期間は、毎月１時間程度の時間帯を設定しても良い。
【００４２】
データ送出期間である場合（ＡＣＴ２１、ＹＥＳ）、ＭＣＵ２２は、通信可能な状態とする期間（通信オン期間）であるかを判定する（ＡＣＴ２２）。センサ装置１１は、電池の消耗を低減するため、データ送出期間中であっても、常に電源をオンするのではなく、間欠的に外部装置からの信号を受信するように制御する。すなわち、センサ装置１１は、データ送出期間中において、実際に外部装置からの信号を受信できる期間）を設定する。通信オン期間は、データ送信期間中の期間であれば良く、特定周期の短時間であっても良い。たとえば、ＭＣＵ２２は、毎月１時間のデータ送信期間中において、１０分ごとに３０秒間だけ通信可能な状態とする通信オン期間を設定する。
【００４３】
データ送出期間中の通信オン期間であると判定した場合（ＡＣＴ２２、ＹＥＳ）、ＭＣＵ２２は、待機状態から復帰し、外部装置（無線収集端末）からのデータ要求信号が受信可能な状態とする（ＡＣＴ２３）。たとえば、ＭＣＵ２２は、通信モジュール２８がデータ要求信号を受信できるように、電源制御回路２４を制御して電池２５から通信モジュール２８へ電力を供給する。
【００４４】
通信オン期間において、ＭＣＵ２２は、通信オン状態として、通信モジュール２８によりデータ送出要求を受信したかを監視する（ＡＣＴ２４）。データ送出要求を受信しない場合（ＡＣＴ２４、ＮＯ）、ＭＣＵ２２は、通信オン期間が終了したかを監視する（ＡＣＴ２５）。データ送出要求を受信すること無く通信オン期間が終了すると（ＡＣＴ２５、ＹＥＳ）、ＭＣＵ２２は、電池２５から各部への電力供給を停止し（ＡＣＴ２７）、ＡＣＴ２１へ戻る。これにより、ＭＣＵ２２は、データ送出期間中の通信オン期間において、外部装置からのデータ送出要求を受信できる。
【００４５】
通信オン期間においてデータ送出要求を受信した場合（ＡＣＴ２４、ＹＥＳ）、ＭＣＵ２２は、受信したデータ送出要求に応じたデータ送出処理を行う（ＡＣＴ２６）。たとえば、データ要求信号を受信した場合、ＭＣＵ２２は、データ要求信号の発信元の外部装置と通信モジュール２８を介した無線通信を確立する。外部装置との通信が確立すると、ＭＣＵ２２は、通信モジュール２８を介して、メモリ２７に保存した計測データを外部装置へ無線通信によって送出する。データ送出処理が終了すると、ＭＣＵ２２は、電池２５から各部への電力供給を停止する（ＡＣＴ２７）。このようなデータ送出処理によって、センサ装置１１は、消費出力を低減しつつ、メモリ２７に蓄積した計測データを無線通信で外部装置へ送出できる。
【００４６】
以上のように、実施形態に係るセンサ装置は、電池、電源制御回路、加速度センサ、メモリ、ＲＦＩＤタグおよびプロセッサなどを有する。ＲＦＩＤタグは、リーダ装置からの電波の受信に応じて起動してトリガとしての割り込み信号を出力する。プロセッサは、割り込み信号を受けてから遅延時間が経過した時点から計測期間が経過するまでの間、電池から各部へ電力を供給して計測を実施する。
【００４７】
これにより、実施形態に係るセンサ装置は、待機状態において、電力を消費しないパッシヴ型のＲＦＩＤタグをトリガとして用いているので、待機状態での電池の消耗を低減できる。更に、実施形態に係るセンサ装置は、トリガが発生した時点から遅延時間分を遅らせてから計測を実施でき、所望の計測データが得られる時間帯にだけ計測を実施できる。この結果、実施形態に係るセンサ装置は、電池駆動であっても、電力消費を抑えることができ、長期間のモニタリングが実現できる。
【００４８】
また、実施形態に係るセンサ装置は、加振源としての車両が通過するときにＲＦＩＤタグが割り込み信号を発生するように構造物としての橋梁に設置する。実施形態に係るセンサ装置に設定する遅延時間は、加振源による構造物の強制振動が収束して自由振動が支配的になる時点までの時間より長くなるように設定する。
【００４９】
これにより、実施形態に係るセンサ装置は、強制振動が生じている割り込み信号が発生した時点ではなく、強制振動が収束して計測対象である固有振動成分を含む自由振動が生じる時間帯だけ計測を行える。言換えると、実施形態に係るセンサ装置は、トリガとしての割り込み信号を受けた場合も多くの電力を消費する加速度センサの動作時間を最小限にすることができる。従って、実施形態に係るセンサ装置は、待機時及び計測時の両方の消費電力を削減でき、電池駆動での長期のモニタリング運用が可能なセンサ装置を提供できる。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１１…センサ装置、１２…リーダ装置、２１…ＲＦＩＤタグ、２２…ＭＣＵ（マイクロコンピュータ、プロセッサ）、２４…電源制御回路、２５…電池、２６…加速度センサ（計測センサ）、２７…メモリ、２８…通信モジュール。
【図１】
2019132797.tif 000003
【図２】
2019132797.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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