(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力をより抑制するできるセンサ装置を提供する。【解決手段】センサ装置２は、第１の期間において、対象物の物理量を検出する第１のセンサ部２４と、第１の期間より後の第２の期間において、第１のセンサ部２４により検出された物理量を処理する処理部２５２と、第２の期間より後の第３の期間において、処理部２５２で処理された物理量を外部に送信する通信部２６と、第１のセンサ部２４、処理部２５２、及び通信部２６を制御する制御部２５０とを備え、制御部２５０は、第１の期間に、処理部２５２及び通信部２６を省電力状態とし、第２の期間に、第１のセンサ部２４及び通信部２６を省電力状態とし、第３の期間に、第１のセンサ部２４及び処理部２５２を省電力状態とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の期間において、対象物の物理量を検出する第１のセンサ部と、
前記第１の期間より後の第２の期間において、前記第１のセンサ部により検出された物理量を処理する処理部と、
前記第２の期間より後の第３の期間において、前記処理部で処理された物理量を外部に送信する通信部と、
前記第１のセンサ部、前記処理部、及び前記通信部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記第１の期間に、前記処理部及び前記通信部を省電力状態とし、
前記第２の期間に、前記第１のセンサ部及び前記通信部を省電力状態とし、
前記第３の期間に、前記第１のセンサ部及び前記処理部を省電力状態とする
センサ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第３の期間より後の第４の期間において、前記第１のセンサ部、前記処理部、及び前記通信部を省電力状態とする
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
時刻を計時する計時部
をさらに備え、
前記通信部は、前記第１の期間より前の第５の期間に、外部から基準時刻情報を受信し、
前記制御部は、前記第５の期間に、前記第１のセンサ部及び前記処理部を省電力状態とし、前記通信部が前記第５の期間に外部から受信した前記基準時刻情報に基づいて、前記計時部が計時する時刻を基準時刻に調整し、
前記通信部は、前記第３の期間において、前記処理部で処理された物理量を、前記計時部で計時され前記物理量が検出された時刻を示す時刻情報とともに、外部へ送信する
請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記第１のセンサ部、前記処理部、前記通信部、及び前記制御部は、前記第５の期間、前記第１の期間、前記第２の期間、前記第３の期間、及び前記第４の期間の動作を動作サイクルとして繰り返し行い、
前記センサ装置は、
環境エネルギーから得られた電力を蓄積する蓄電部と、
前記蓄電部の蓄電電力量から算出される、前記動作サイクルの動作を行うことによる消費電力量を示す情報を記憶する記憶部と
をさらに備え、
前記制御部は、前記消費電力量及び前記蓄電部の現在の蓄電電力量に基づいて、前記センサ装置の稼働可能時間の推定値を算出し、
前記通信部は、前記第３の期間において、前記処理部で処理された物理量を、前記時刻情報及び前記稼働可能時間の推定値とともに外部に送信する
請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記第１のセンサ部が検出する物理量の分解能より低い分解能で前記対象物の物理量を検出する第２のセンサ部
をさらに備え、
前記制御部は、前記第４の期間において、前記第２のセンサ部に前記対象物の物理量を検出させ、前記第２のセンサ部により検出された物理量が予め定められた条件を満たす場合に、少なくとも前記第１のセンサ部の省電力状態を解除して、前記第１のセンサ部による前記対象物の物理量の検出を開始させ、前記第２のセンサ部により検出された物理量が予め定められた条件を満たさなくなった場合に、前記第１のセンサ部を省電力状態にする
請求項２又は３に記載のセンサ装置。
【請求項６】
環境エネルギーから得られた電力を蓄積する蓄電部と、
前記蓄電部の蓄電電力量から算出される、前記センサ装置における消費電力量を示す情報を記憶する記憶部と
をさらに備え、
前記制御部は、前記第１のセンサ部の省電力状態が解除されたときから前記第１のセンサ部が検出した物理量を送信するまでの間における消費電力量及び前記蓄電部の現在の蓄電電力量に基づいて、前記センサ装置の稼働可能時間の推定値を算出し、
前記通信部は、前記第３の期間において、前記稼働可能時間の推定値を外部に送信する
請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記センサ装置は、前記対象物としての構造物に設置され、前記構造物の物理量を測定する
請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサ装置を複数備え、
複数の前記センサ装置のそれぞれにおいて前記通信部が物理量を送信する前記第３の期間は、それぞれ互いに重複しないように、前記第１の期間から互いに異なるインターバルを空けて設定される
センサシステム。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサ装置と、
前記センサ装置が備える前記通信部から前記物理量を受信する収集装置と
を備えるセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置及びセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度測定に関する技術が知られている（例えば、特許文献１−４参照）。加速度センサから出力される加速度信号を用いて測定震度を算出する技術が知られている（例えば、特許文献５参照）。無線センサ端末とデータ処理装置との間を中継する無線センサ中継装置が知られている（例えば、特許文献６参照）。常時測定するセンサ部と、間欠的に起動する補助測定部とを備えるセンサネットワークが知られている（例えば、特許文献７参照）。
特許文献１  特開２００４−２１９０７９号公報
特許文献２  特開２００４−１１７１３９号公報
特許文献３  特開平１０−１３２８４９号公報
特許文献４  米国特許第６６４７３５２号明細書
特許文献５  特開２０１５−１９７３７５号公報
特許文献６  特開２０１７−１０８２６０号公報
特許文献７  国際公開第２０１６／００６０４８号
特許文献８  特開２０１２−２０２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば社会インフラの安全性等を監視するためにはセンサ装置を多数配置することが望まれるが、センサ装置を多数配置すると消費電力が増加する。一般に、センサ装置の消費電力をより抑制することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の態様において、センサ装置が提供される。センサ装置は、第１の期間において、対象物の物理量を検出する第１のセンサ部を備える。センサ装置は、第１の期間より後の第２の期間において、第１のセンサ部により検出された物理量を処理する処理部を備えてよい。センサ装置は、第２の期間より後の第３の期間において、処理部で処理された物理量を外部に送信する通信部を備えてよい。センサ装置は、第１のセンサ部、処理部、及び通信部を制御する制御部を備えてよい。制御部は、第１の期間に、処理部及び通信部を省電力状態とし、第２の期間に、第１のセンサ部及び通信部を省電力状態とし、第３の期間に、第１のセンサ部及び処理部を省電力状態としてよい。
【０００５】
制御部は、第３の期間より後の第４の期間において、第１のセンサ部、処理部、及び通信部を省電力状態としてよい。
【０００６】
センサ装置は、時刻を計時する計時部を備えてよい。通信部は、第１の期間より前の第５の期間に、外部から基準時刻情報を受信してよい。制御部は、第５の期間に、第１のセンサ部及び処理部を省電力状態とし、通信部が第５の期間に外部から受信した基準時刻情報に基づいて、計時部が計時する時刻を基準時刻に調整してよい。通信部は、第３の期間において、処理部で処理された物理量を、計時部で計時され物理量が検出された時刻を示す時刻情報とともに、外部へ送信してよい。
【０００７】
第１のセンサ部、処理部、通信部、及び制御部は、第５の期間、第１の期間、第２の期間、第３の期間、及び第４の期間の動作を動作サイクルとして繰り返し行ってよい。センサ装置は、環境エネルギーから得られた電力を蓄積する蓄電部を備えてよい。センサ装置は、蓄電部の蓄電電力量から算出される、動作サイクルの動作を行うことによる消費電力量を示す情報を記憶する記憶部を備えてよい。制御部は、消費電力量及び蓄電部の現在の蓄電電力量に基づいて、センサ装置の稼働可能時間の推定値を算出してよい。通信部は、第３の期間において、処理部で処理された物理量を、時刻情報及び稼働可能時間の推定値とともに外部に送信してよい。
【０００８】
センサ装置は、第１のセンサ部が検出する物理量の分解能より低い分解能で対象物の物理量を検出する第２のセンサ部を備えてよい。制御部は、第４の期間において、第２のセンサ部に対象物の物理量を検出させ、第２のセンサ部により検出された物理量が予め定められた条件を満たす場合に、少なくとも第１のセンサ部の省電力状態を解除して、第１のセンサ部による対象物の物理量の検出を開始させ、第２のセンサ部により検出された物理量が予め定められた条件を満たさなくなった場合に、第１のセンサ部を省電力状態にしてよい。
【０００９】
センサ装置は、環境エネルギーから得られた電力を蓄積する蓄電部を備えてよい。センサ装置は、蓄電部の蓄電電力量から算出される、センサ装置における消費電力量を示す情報を記憶する記憶部を備えてよい。制御部は、第１のセンサ部の省電力状態が解除されたときから第１のセンサ部が検出した物理量を送信するまでの間における消費電力量及び蓄電部の現在の蓄電電力量に基づいて、センサ装置の稼働可能時間の推定値を算出してよい。通信部は、第３の期間において、稼働可能時間の推定値を外部に送信してよい。
【００１０】
センサ装置は、対象物としての構造物に設置され、構造物の物理量を測定してよい。
【００１１】
第２の態様において、センサシステムが提供される。センサシステムは、上記のセンサ装置を複数備える。センサシステムは、複数のセンサ装置のそれぞれにおいて通信部が物理量を送信する第３の期間は、それぞれ互いに重複しないように、第１の期間から互いに異なるインターバルを空けて設定されてよい。
【００１２】
第２の態様において、センサシステムが提供される。センサシステムは、上記のセンサ装置を備える。センサシステムは、センサ装置が備える通信部から物理量を受信する収集装置を備えてよい。
【００１３】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るシステム１を概略的に示すブロック図である。
【図２】センサ装置２の動作モードを示すタイミングチャートである。
【図３】システム１の動作を示すフローチャートである。
【図４】センサ装置２における定期的な時刻同期動作に関するフローチャートである。
【図５】センサ装置２が自己電源喪失から復帰する場合における時刻同期動作に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るシステム１を概略的に示すブロック図である。システム１は、複数の構造物１０１の構造性能を診断する。システム１は、いわゆる構造ヘルスモニタリングシステムである。システム１は、１または複数のセンサ装置２と、１または複数の収集装置３と、データ処理装置４と、診断サーバ５と、雨量計６と、風向風速計７と、温度計８とを備える。センサ装置２は、構造物１０１の傾斜を測定する。なお、診断サーバ５は、データ処理装置４と一体化されてもよい。雨量計６、風向風速計７および温度計８は、センサ装置２と一体的に設けられてもよい。
【００１７】
構造物１０１は、複数の材料や部材等で構築され、基礎などにより重量を支えられた構造で造作されている。本実施形態において、構造物１０１は建物である。建物とは、例えば居住、オフィス、店舗、工場、倉庫等の目的で利用される、土地に定着した建造物であって、屋根および周壁を有する建造物である。構造物１０１は、例えば、道路に面して設けられている。
【００１８】
センサ装置２は、対象物としての構造物１０１の物理量を測定する。センサ装置２は、例えば、構造物１０１に加わる加速度を測定する。センサ装置２は、構造物１０１の振動の加速度や、重力加速度に基づく構造物１０１の傾き等を測定する。センサ装置２は、複数の構造物１０１のそれぞれに対して少なくとも１つずつ、好ましくは複数設置されてよい。１つの構造物１０１に複数のセンサ装置２が設置される場合、例えば低層階（例えば１階）、及び高層階（例えば最上階）にセンサ装置２が設けられてよい。センサ装置２は、更に、中層階、地盤、地下に設けられることが好ましい。
【００１９】
センサ装置２は、メモリ２０、計時部２２、センサ部２４、制御装置２５、通信部２６、クロック出力部２１、温度センサ２３、及び電源２８を備える。制御装置２５は、処理部２５２及び制御部２５０を有する。制御部２５０は、メモリ２０、計時部２２、センサ部２４、処理部２５２、及び通信部２６、及びクロック出力部２１を制御する。
【００２０】
クロック出力部２１は、クロック信号をセンサ装置２内の各部に出力する。クロック出力部２１は、低周波クロック出力部２１１及び高周波クロック出力部２１２を備える。低周波クロック出力部２１１は、常時駆動して第１クロックを出力する。高周波クロック出力部２１２は、第１クロックよりも周波数が高い第２クロックを出力する。高周波クロック出力部２１２は、クロック出力部２１が省電力状態にある場合に、クロック出力を停止する。第１クロックの周波数は例えば数１０ｋＨｚであり、第２クロックの周波数は例えば数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚである。クロック出力部２１は、第１クロックを計時部２２に出力する。クロック出力部２１は、第２クロックをセンサ部２４に出力する。具体的には、クロック出力部２１は、第２クロックをセンサ部２４のＡＤ変換器２４２、処理部２５２、通信部２６、及びメモリ２０に出力する。
【００２１】
高周波クロック出力部２１２は、電圧によって発振周波数を制御可能な電圧制御発振器（ＶＣＯ）と、当該ＶＣＯに制御電圧を印加するＤＡ変換器とを含んで構成されてよい。ＤＡ変換器からＶＣＯに出力される制御電圧は、制御部２５０によって設定されてよい。
【００２２】
計時部２２は、時刻を計時する。例えば、計時部２２は、時計機能を提供する計時回路を備え、内部に現在時刻を保持する。計時部２２により計時される時刻、外部の収集装置３から供給される基準時刻に同期される。これにより、複数のセンサ装置２の間で、時刻が互いに同期した状態に維持される。計時部２２は、クロック出力部２１から出力される第１クロックに基づいて時刻を計時する。例えば、計時部２２は、クロックのタイミングでカウントアップを行うことにより計時する。計時部２２は、現在時刻を制御装置２５等に出力する。
【００２３】
メモリ２０は、センサ装置２の各種機能を実現するためのプログラムおよびデータを記憶する。例えば、メモリ２０は、センサ部２４により測定された物理量データを記憶する。
【００２４】
センサ部２４は、構造物１０１の物理量を検出する。物理量は、例えば加速度である。センサ部２４は、検出した物理量を示す物理量データを制御装置２５に供給する。センサ部２４は、センサ２４０と、信号処理回路２４１と、ＡＤ変換器２４２とを備える。センサ部２４は、センサ部２７が検出する物理量の分解能より高い分解能で物理量を検出する第１のセンサの一例である。
【００２５】
センサ２４０は、構造物１０１の物理量に応じたアナログ信号を生成する。例えば、センサ２４０は、構造物が地震等で振動する加速度、および、構造物の傾きを検出可能なセンサ部材を含んでよい。センサ２４０は、シリコン基板、ガラス基板、有機材料等の上に集積化されたＭＥＭＳデバイスであってよい。センサ２４０は、静電容量型のセンサであってよい。信号処理回路２４１は、センサ２４０により生成されたアナログ信号を処理して、ＡＤ変換器２４２に出力する。
【００２６】
ＡＤ変換器２４２は、信号処理回路２４１から出力された物理量のアナログ値をデジタル値に変換して制御装置２５に供給する。このＡＤ変換器２４２は、測定期間中に電力が供給されて動作してよい。また、ＡＤ変換器２４２は、クロック出力部２１から出力される第２クロックに基づいて動作してよい。
【００２７】
センサ部２４は、構造物１０１の物理量を測定するための測定期間内において電力が供給されて動作する。センサ部２４は、測定期間外において予め定められた条件下にある場合にも、電力が供給されて動作する。
【００２８】
センサ部２７は、センサ部２４が検出する物理量の分解能より低い分解能で構造物１０１の物理量を検出する。センサ部２７は、例えば地震及び台風等の災害や交通事故等の突発事象の発生の有無を検出するためのセンサである。センサ部２７は、センサ部２４より、低分解能で物理量を検出する。センサ部２７は、検出した物理量のアナログ値が基準範囲外である場合に、状態遷移信号を制御装置２５に出力する。物理量のアナログ値についての基準範囲は、物理量の種類に応じて任意に設定されてよい。基準範囲は、直前に測定された物理量に対する変化割合を示す範囲であってもよい。
【００２９】
制御部２５０に出力された状態遷移信号は制御部２５０に供給される。制御部２５０は、状態遷移信号に応じて、センサ装置２の各部の動作状態を遷移させる。
【００３０】
センサ部２４は、通常状態及び省電力状態を、動作状態として有する。通常状態は、センサ２４０、信号処理回路２４１およびＡＤ変換器２４２に電力が供給されて動作している状態である。通常状態において、センサ部２４は、センサ２４０、および、信号処理回路２４１によって構造物１０１の物理量のアナログ値を測定し、ＡＤ変換器２４２によってアナログ値をデジタル値に変換して出力する。
【００３１】
省電力状態は、センサ２４０、信号処理回路２４１、ＡＤ変換器２４２に電力が供給されておらず、動作していない状態である。省電力状態において、センサ部２４は、構造物１０１の物理量の測定は行わない。
【００３２】
温度センサ２３は、センサ装置２の内部の温度、好ましくはクロック出力部２１の温度を測定する。温度センサ２３は、測定結果を制御部２５０に出力する。温度センサ２３によって測定された温度は、クロック出力部２１の補正値を算出するために用いられる。
【００３３】
制御装置２５は、センサ部２４、計時部２２、及びクロック出力部２１を含むセンサ装置２の各部を制御する。一例として、制御装置２５は、マイクロプロセッサやマイクロコントローラにより実現されてよい。制御装置２５は、クロック出力部２１から出力される第２クロックに基づいて動作してよい。
【００３４】
通信部２６は、外部の装置と通信する。通信部２６は、一例として、複数の収集装置３のうち対応する一の収集装置３と無線通信する。例えば、通信部２６は、メモリ２０内の物理量データを制御装置２５から受け取って、収集装置３に送信する。また、通信部２６は、収集装置３から時刻情報を受信して、制御装置２５に供給する。通信部２６は、クロック出力部２１から出力される第２クロックに基づいて動作する。
【００３５】
通信部２６は、任意の通信規格による無線通信によって収集装置３と通信してよい。通信部２６は、例えば、近距離無線通信によって通信する。近距離無線通信としては、２．５ＧＨｚ帯を使用するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のクラス１（通信距離約１００ｍ）、クラス２（通信距離約１０ｍ）またはクラス３（通信距離約１ｍ）、２．５ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯を使用するＷｉ−ｆｉ（通信距離数十〜数百ｍ）、赤外波長帯を使用する赤外線通信（通信距離約１ｍ未満）、または、２７ＭＨｚ帯、１５０ＭＨｚ帯、４００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、９２０ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯または５０ＧＨｚ帯を使用する簡易無線通信などを用いることができる。本実施の形態においては、通信部２６は、９２０ＭＨｚ帯の簡易無線通信により収集装置３と通信する。通信部２６は、有線通信によって収集装置３と通信してもよい。
【００３６】
電源２８は、発電部２８０と、蓄電部２８２とを有する。発電部２８０は、環境エネルギーにより発電する。蓄電部２８２は、環境エネルギーから得られた電力を蓄積する。具体的には、蓄電部２８２は、発電部２８０が発電電力を蓄積する。蓄電部２８２は、キャパシタや蓄電池等であってよい。
【００３７】
電源２８により供給される電力はセンサ装置２の各部の動作電力として供給される。環境エネルギーとしては、例えば光、風力、構造物の常時振動等を例示することができる。例えば、発電部２８０は、太陽光などの自然光や照明装置からの照明光等の光を受けて発電する。発電部２８０は、センサ装置２の筐体に対して一体的に設けられてもよいし、別体的に設けられてもよい。例えば、発電部２８０はソーラーパネルであってよい。ソーラーパネルの向きは筐体に対して変更可能に設けられ、ソーラーパネルの向きは一日当たりの受光量が最も多くなる向きに制御されてもよい。一例として、ソーラーパネルは、構造物１０１又は構造物１０１の外部に照明装置がある場合には、当該照明装置に向けられてもよい。また、ソーラーパネルは、構造物１０１の屋上面や外壁面等の外面に設置されてよいし、内壁面等の内面に設置されてよい。
【００３８】
収集装置３は、構造物１０１の物理量をセンサ装置２から収集する。収集装置３は、少なくとも１つの構造物１０１を含む構造物群１０００に対応づけてそれぞれ設けられてよい。例えば、複数の収集装置３は、１つのみの構造物１０１を含む構造物群１０００に対応づけてそれぞれ設けられている。すなわち、複数の構造物１０１のそれぞれの構造物１０１に１対１に対応づけて設けられている。ただし、複数の収集装置３は、例えば、道路を挟んだ２つの構造物１０１を含む構造物群１０００に対応づけてそれぞれ設けられてもよい。
【００３９】
各収集装置３は、対応する構造物群１０００に含まれる各構造物１０１から１００ｍ以内、好ましくは５０ｍ以内に設置されてよい。なお、通常の場合、構造物群１０００同士の間の最小距離は、それぞれの構造物群１０００に設置された各センサ装置２と、当該構造物群１０００に対応する収集装置３との距離のうちの最大の距離よりも長くてよい。つまり、構造物群１０００同士の間の最小距離は、それぞれの構造物群１０００に設置された各センサ装置２が物理量のデータを無線送信する最大無線送信距離よりも長くてよい。これにより、離れた構造物群１０００の間で収集装置３を共有した場合に、センサ装置２の無線通信距離が長くなってセンサ装置２の電力消費量が増えてしまうのを防ぐことができる。また、一の構造物群１０００に設置されたセンサ装置２からの無線送信と、他の構造物群１０００に設置されたセンサ装置２からの無線送信との輻輳を回避することも可能となる。
【００４０】
収集装置３は、対象となる構造物群１０００に含まれる各構造物１０１に設置された各センサ装置２から無線送信される物理量データを無線によりそれぞれ収集する。収集装置３は、メモリ３０、クロック出力部３１、計時部３２、時刻受信部３３、無線通信部３４、制御部３５、及びデータ送信部３６を備える。
【００４１】
メモリ３０は、収集装置３の各種機能を実現するためのプログラム及びデータを記憶する。例えば、メモリ３０は、複数のセンサ装置２から収集した物理量データを記憶する。
【００４２】
クロック出力部３１は、クロック信号を収集装置３の各部に出力する。計時部３２は、クロック信号に基づいて時刻を計時する。例えば、計時部３２は、時計機能を提供する計時回路を有し、内部に時刻情報を保持する。計時部３２は、時刻情報が示す現在時刻を制御部３５に出力する。なお、計時部３２内の時刻情報は、後述するように制御部３５によって外部の基準時刻に対して同期される。
【００４３】
時刻受信部３３は、外部機器から時刻情報を受信して制御部３５に供給する。一例として、時刻受信部３３は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）からＧＰＳ電波を受信する。時刻受信部３３は、受信したＧＰＳ電波に含まれる時刻情報に基づいて基準時刻を取得する。
【００４４】
無線通信部３４は、センサ装置２の通信部２６と無線通信する。例えば、無線通信部３４は、複数のセンサ装置２から物理量データを収集して制御部３５に供給する。また、無線通信部３４は、計時部３２の時刻情報を複数のセンサ装置２に送信する。
【００４５】
制御部３５は、一例としてマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサを有し、収集装置３の各部の制御を行う。例えば、制御部３５は、計時部３２を外部の基準時刻に対して同期させる。一例として、制御部３５は、時刻受信部３３にＧＰＳ電波を受信させ、ＧＰＳ電波に含まれる時刻情報を計時部３２に供給して、計時部３２内の時刻情報と、ＧＰＳ電波に含まれる時刻情報とを適合させせる。
【００４６】
制御部３５は、収集装置３に対応する構造物群１０００に含まれる各構造物１０１に設置された各センサ装置２を時刻同期させる。例えば、制御部３５は、計時部３２内の時刻情報を読み出して、無線通信部３４を介して各センサ装置２に送信することにより、各センサ装置２の計時部２２の時刻情報を計時部３２の時刻情報とを適合させる。なお、計時部２２の同期の詳細については後述する。
【００４７】
制御部３５は、無線通信部３４が受信した物理量データを、送信元のセンサ装置２の識別子に対応づけてメモリ３０に記憶させる。そして、制御部３５は、物理量データをメモリ３０から読み出して識別子と共にデータ送信部３６に供給する。
【００４８】
データ送信部３６は、制御部３５から供給される物理量データを、収集装置３に接続されたデータ処理装置４へ、有線又は無線により送信する。
【００４９】
データ処理装置４は、複数の収集装置３により収集された物理量のデータを、複数の収集装置３から受信して、構造物１０１の物理量データに対する種々の処理を行う。例えば、データ処理装置４は、受信した物理量データを構造物１０１ごと、かつ、センサ装置２ごとに振り分けて診断サーバ５に提供する。
【００５０】
診断サーバ５は、データ処理装置４からの物理量データを構造物１０１ごとに解析することで、構造物１０１の構造性能を診断する。例えば、診断サーバ５は、センサ装置２で測定された物理量データに含まれる加速度データを解析して構造物１０１の共振周波数を算出し、共振周波数の経年変化より構造物の構造性能を診断してよい。また、診断サーバ５は、加速度データを解析して複数のセンサ装置２のそれぞれが設けられた階層の変位を算出し、階層の変位の経年変化より構造物の構造性能を診断してよい。具体的には、診断サーバ５は、最大加速度、最大層間変形角、固有振動数、及び、モード（固有振動数で振動する時の振幅形状）等についての算出結果及び／又はその変化から構造性能を診断する。構造性能は、例えば剛性であってよい。なお、最大層間変形角は、地震時での構造物の水平変位を階高で割った値の最大値である。最大層間変形角は、例えば加速度測定値の２回積分値である。
【００５１】
また、診断サーバ５は、診断結果を表示して保守業者にメンテナンスを促してもよいし、構造物１０１の利用者に危険を報知してもよい。なお、この診断サーバ５は、データ処理装置４と一体化されてもよい。
【００５２】
データ処理装置４及び診断サーバ５は、データ解析結果を履歴として管理してよいし、センサ部２４の設定及びその履歴も管理してよい。更に、データ処理装置４及び診断サーバ５は、これらのデータと共に、ネットワーク経由で接続された雨量計６、風向風速計７及び温度計８の測定データも保持してよい。
【００５３】
雨量計６は、構造物群１０００が含まれる地域の降水量を測定する。また、風向風速計７は、構造物群１０００が含まれる地域の風向き及び風速を測定する。また、温度計８は、構造物群１０００が含まれる地域の気温を測定する。雨量計６、風向風速計７及び温度計８は、常時測定してもよいし、センサ装置２による測定期間に同期して測定してもよい。雨量計６、風向風速計７及び温度計８は、測定データと、測定時の時刻情報とを対応づけて診断サーバ５に送信してよい。なお、雨量計６、風向風速計７及び温度計８は、センサ装置２と一体的に設けられてもよい。
【００５４】
図２は、センサ装置２の動作状態を示すタイミングチャートである。センサ装置２は、動作モードとして、時刻同期モード、測定モード、処理モード、通信モード、及び省電力モードを有する。時刻同期モード、測定モード、処理モード、通信モード、及び省電力モードは、それぞれ時刻同期期間、測定期間、処理期間、通信期間、及び省電力期間における動作モードである。
【００５５】
時刻同期モードは、収集装置３等の外部から基準時刻情報を受信して計時部２２の同期を行うモードである。時刻同期モードでは、少なくとも制御部２５０、クロック出力部２１、計時部２２、温度センサ２３、及び通信部２６が通常状態で動作する。
【００５６】
時刻同期モードは、予め設定された時刻同期期間内の動作モードである。時刻同期期間は、予め定められた時間間隔毎の期間である。時刻同期期間は、少なくとも一部が測定期間とは重複しない。時刻同期期間は、測定期間の直前の期間であることが好ましい。これにより、複数の時刻同期期間のそれぞれに続く複数の測定期間のそれぞれにおいて、複数のセンサ部２４により同じタイミングにおける構造物１０１の物理量を測定することができる。したがって、構造物１０１の時間的な挙動を正確に測定することができる。従って、構造物１０１の耐震性、経年劣化等についての診断サーバ５による診断の信頼性を向上させることができる。なお、測定データのサンプリング周波数が２００Ｈｚの場合において、センサ装置２間での時刻同期の誤差は、±１ｍｓ以内であることが好ましい。
【００５７】
測定モードは、構造物１０１の物理量を測定するモードである。測定モードでは、少なくともセンサ部２４、クロック出力部２１、計時部２２、制御部２５０、及びメモリ２０が通常状態で動作する。測定モードは、予め設定された測定期間内の動作モードである。測定期間は、１時間毎に３分等、予め定められた時間間隔の間欠的な期間であってよい。
【００５８】
処理モードは、測定された物理量を処理するモードである。処理モードでは、少なくともクロック出力部２１、計時部２２、処理部２５２、制御部２５０、及びメモリ２０が通常状態で動作する。処理モードは、予め設定された処理期間内の動作モードである。
【００５９】
処理モードにおいて、送信用の物理量データが生成される。例えば、処理部２５２は、センサ部２４により測定された物理量を計時部２２から受信した時刻情報に対応づける処理を行う。また、処理部２５２は、物理量データに予め定められたデータ処理を施して、送信用の物理量データを生成する。なお、送信用の物理量データが生成されると、制御部２５０は、高周波クロック出力部２１２、メモリ２０、及び処理部２５２を省電力状態に遷移させる。これにより、データ処理が終了した後は、センサ装置２は、後述する省電力モードにおける動作状態と同様の省電力状態となる。
【００６０】
通信モードは、測定した物理量を収集装置３に送信するモードである。通信モードでは、少なくとも制御部２５０、クロック出力部２１、計時部２２、メモリ２０、及び通信部２６が通常状態で動作する。通信モードは、予め設定された通信期間内の動作モードである。通信期間は、センサ装置２が測定した物理量データを収集装置３に送信する期間である。通信期間は、処理期間の後の期間である。
【００６１】
省電力モードとは、電力消費を抑えつつ突発事象の発生の有無を監視するモードである。省電力モードは、予め設定された省電力期間のモードである。省電力期間は、通信期間に続く期間である。省電力期間は、上述の時刻同期期間、測定期間、処理期間、及び通信期間とは異なる期間である。
【００６２】
突発事象とは、例えば、地震や台風、地滑り等の自然災害や交通事故等の事象である。省電力モードでは、高周波クロック出力部２１２、メモリ２０、処理部２５２、及び通信部２６が省電力状態であってよい。省電力モードにおいては、消費電力が大きい高周波クロック出力部２１２を省電力状態にすることにより、消費電力を抑えることができる。
【００６３】
省電力モードにおいて、センサ部２４に電力が供給されないことによりセンサ部２４が省電力状態となる。処理部２５２に電力が供給されないことにより処理部２５２が省電力状態となってよい。
【００６４】
省電力モードにおいて、突発事象の発生の有無を監視するべく、センサ部２７、計時部２２、及び制御部２５０が通常状態で動作する。省電力モードにおいて、制御部２５０は、センサ部２７から状態遷移信号が出力された場合に、センサ装置２を測定モードに遷移させる。
【００６５】
センサ装置２は、時刻同期期間、測定期間、処理期間、通信期間、省電力期間を順に含む動作サイクルを繰り返し実行する。このように、センサ部２４、処理部２５２、通信部２６、及び制御部２５０は、時刻同期期間、測定期間、処理期間、通信期間、及び省電力期間の動作を動作サイクルとして繰り返し行う。これにより、センサ装置２において行われる動作に応じてセンサ装置２の一部を省電力状態にすることで、センサ装置２の消費電力を削減することができる。
【００６６】
なお、通信期間は、センサ装置２毎に異なっていてよい。例えば、１つの収集装置３に対応づけられた構造物群１０００に設置された複数のセンサ装置２には、測定期間の終了タイミングから予め設定されたインターバルの後のタイミングが各通信期間の開始タイミングとして予め割り当てられてよい。インターバルは、傾斜測定装置の識別情報に基づいて設定されてよい。
【００６７】
例えば、１つの収集装置３が識別子（１）〜（３）の３つのセンサ装置２の物理量データを収集する場合、識別子（１）のセンサ装置２に対し、測定期間から１分（＝識別子の番号（１）×１分）のインターバル後のタイミングが通信期間の開始タイミングとして割り当てられてよい。また、識別子（２）のセンサ装置２に対し、測定期間から２分（＝識別子の番号（２）×１分）のインターバル後のタイミングが通信期間の開始タイミングとして割り当てられてよい。また、識別子（３）のセンサ装置２に対し、測定期間から３分（＝識別子の番号（３）×１分）のインターバル後のタイミングが、通信期間の開始タイミングとして割り当てられてよい。なお、インターバルの長さは１分に限定されるものではなく、各センサ装置２から収集装置３へのデータ送信時間よりも長く設定される。
【００６８】
このように通信期間をセンサ装置２毎に異ならせることにより、複数のセンサ装置２のそれぞれは、測定した物理量のデータを、測定期間から当該センサ装置２に対して予め設定されたインターバルの後の各通信期間において、収集装置３に送信する。したがって、複数のセンサ装置２のそれぞれにおいて通信部２６が物理量を送信する通信期間は、それぞれ互いに重複しないように、測定期間から互いに異なるインターバルを空けて設定される。これにより、各センサ装置２による競合を抑制することができる。
【００６９】
以上に説明したように、センサ部２４は、第１の期間において、構造物１０１の物理量を検出し、処理部２５２は、第１の期間より後の第２の期間において、センサ部２４により検出された物理量を処理し、通信部２６は、第２の期間より後の第３の期間において、処理部２５２で処理された物理量を外部に送信する。制御部２５０は、第１の期間に、処理部２５２及び通信部２６を省電力状態とし、第２の期間に、センサ部２４及び通信部２６を省電力状態とし、第３の期間に、センサ部２４及び処理部２５２を省電力状態とする。また、制御部２５０は、第３の期間より後の第４の期間において、センサ部２４、処理部２５２、及び通信部２６を省電力状態とする。なお、測定期間、処理期間、通信期間、及び省電力期間は、それぞれ第１の期間、第２の期間、第３の期間、及び第４の期間の一例である。
【００７０】
また、通信部２６は、第１の期間より前の第５の期間に、外部から基準時刻情報を受信し、制御部２５０は、第５の期間に、センサ部２４及び処理部２５２を省電力状態とし、通信部２６が第５の期間に外部から受信した基準時刻情報に基づいて、計時部が計時する時刻を基準時刻に調整する。これにより、通信部２６は、第３の期間において、処理部２５２で処理された物理量を、計時部で計時され物理量が検出された時刻を示す時刻情報とともに、外部へ送信する。時刻同期期間は、５の期間の一例である。
【００７１】
また、制御部２５０は、第４の期間において、センサ部２７に構造物１０１の物理量を検出させ、センサ部２７により検出された物理量が予め定められた条件を満たす場合に、少なくともセンサ部２４の省電力状態を解除して、センサ部２４による構造物１０１の物理量の検出を開始させ、センサ部２７により検出された物理量が予め定められた条件を満たさなくなった場合に、センサ部２４を省電力状態にする。これにより、センサ装置２の消費電力を削減しつつ、突発事象が生じた場合に構造物１０１の物理量を測定することができる。
【００７２】
制御部２５０は、時刻同期期間の開始時に、蓄電部２８２の電圧を示す情報を、時刻情報とともにメモリ２０に記憶させる。蓄電部２８２の電圧は、蓄電部２８２の蓄電量を示す。これにより、時刻同期を行う毎に、蓄電部２８２の蓄電量を示す情報がメモリ２０に記憶される。メモリ２０に記憶された蓄電部２８２の蓄電量の履歴は、センサ装置２における消費電力量を示す。
【００７３】
例えば、２１時〜３時等の夜間等のように発電部２８０が実質的に発電しない期間において、連続する動作サイクルの開始タイミングの間における蓄電量の減少量は、１動作サイクルの動作を行った場合のセンサ装置２の消費電力量を示す。制御部２５０は、当該１動作サイクルにおけるセンサ装置２の消費電力量と、１動作サイクルの時間から、センサ装置２における単位時間あたりの消費電力量を算出することができる。なお、制御部２５０は、日中における蓄電部２８２の最大電圧及び時刻と、現在の蓄電部２８２の電圧及び現在時刻とに基づいて、単位時間あたりの消費電力を算出してもよい。
【００７４】
制御部２５０は、蓄電部２８２の現在の蓄電量と、センサ装置２の単位時間あたりの消費電力量に基づいて、センサ装置２の稼働可能時間の推定値を算出する。例えば、制御部２５０は、通信期間が開始する毎に、蓄電部２８２の蓄電量に基づいて稼働可能時間の推定値を算出する。そして、通信部２６は、通信期間において、送信用の物理量データとともに、稼働可能時間の推定値を収集装置３に送信する。これにより、データ処理装置４において、センサ装置２の稼働可能時間を通知することができる。
【００７５】
図３は、システム１の動作を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、センサ装置２の動作モードが省電力モードである状態から開始するフローチャートである。
【００７６】
Ｓ１００において、センサ装置２の制御部２５０は、計時部２２から出力される時刻情報を参照して、時刻同期を行うか否かを判定する。例えば、センサ装置２が毎時０分０秒に測定を行うよう設定されている場合、制御部２５０は、計時部２２により示される時刻が毎時０分０秒より予め定められた時間だけ前の時刻を過ぎた場合に、時刻同期を開始すると判定する。予め定められた時間は、収集装置３との間で時刻同期を行うのに要する時間以上の時間であってよい。
【００７７】
Ｓ１００において時刻同期を行うと判断した場合、制御部２５０は、センサ装置２の動作モードを時刻同期モードに遷移し（Ｓ１０１）、時刻同期を行う（Ｓ１０２）。
【００７８】
Ｓ１０３において、制御部２５０は、計時部２２から出力される時刻情報を参照して、測定を開始するか否かを判定する。例えば、センサ装置２が毎時０分０秒に測定を行うよう設定されている場合、制御部２５０は、計時部２２により示される時刻が毎時０分０秒になった場合に、測定を開始すると判定する。
【００７９】
Ｓ１０３で測定を開始すると判定した場合、制御部２５０は、センサ装置２を測定モードに遷移させる（Ｓ１０４）。例えば、制御部２５０は、センサ部２４に電力を供給してセンサ部２４を省電力状態から通常状態へ遷移させる。また、制御部２５０は、メモリ２０及び高周波クロック出力部２１２を通常状態にする。
【００８０】
制御部２５０は、センサ部２４に構造物１０１の物理量を測定させる（Ｓ１０５）。例えば、センサ部２４のセンサ２４０が物理量のアナログ値を検出し、信号処理回路２４１を介してＡＤ変換器２４２が測定された物理量であるアナログ値をデジタル値に変換して制御部２５０に供給する。センサ部２４による測定データのサンプリング周波数は、例えば２００Ｈｚであってよい。センサ部２４は、予め定められた測定期間だけ物理量を測定する。例えばセンサ部２４は、３分間だけ物理量を測定する。これにより、上述した測定期間において、構造物１０１の物理量が測定される。
【００８１】
このように間欠的な測定期間に物理量の測定を行うことにより、電源２８の消費電力が低減される。なお、センサ部２４は、アナログの物理量データに対する変調、復調及びゼロ点調整などを行ってから、物理量データを制御部２５０に供給してもよい。
【００８２】
続いて、測定期間が終了すると、制御部２５０は、センサ装置２を処理モードに遷移させる（Ｓ１０６）。処理モードにおいて、制御部２５０は、送信用の物理量データをメモリ２０に記憶させる（Ｓ１０７）。例えば、処理部２５２は、センサ部２４により検出された物理量を示す物理量データを、計時部２２から受信した時刻情報に対応づけてメモリ２０に記憶させる。また、処理部２５２は、物理量データに予め定められたデータ処理を施して、送信用の物理量データをメモリ２０内に生成する。送信用の物理量データが生成されると、制御部２５０は、制御部２５０は、高周波クロック出力部２１２、メモリ２０、及び処理部２５２を省電力状態に遷移させる。
【００８３】
次に、制御部２５０は、計時部２２から出力される時刻情報を参照して、収集装置３に物理量データを送信するかを判定する（Ｓ１０８）。例えば、センサ装置２が毎時３０分０秒に物理量データを送信するよう設定されている場合、制御部２５０は、計時部２２により示される時刻が毎時３０分０秒になった場合に、物理量データを送信すると判定する。
【００８４】
物理量データを送信すると判定した場合、制御部２５０は、電源２８の蓄電量が基準量以上であるか否かを判定する（Ｓ１０９）。蓄電量についての基準量は、例えば、メモリ２０内の送信用データを通信部２６が送信するのに必要な蓄電量と、計時部２２を同期するのに必要な蓄電量と、センサ部２４が物理量データを測定するのに必要な蓄電量等の少なくとも１つに基づいて設定されてよい。例えば、基準量は、センサ装置２がＳ１００〜Ｓ１０８の処理と、後述のＳ１１０〜Ｓ１１６の処理とを１日繰り返して実行する場合に必要な蓄電量であってよい。
【００８５】
蓄電量が基準量未満である場合、制御部２５０は、後述するＳ１１４に処理を移行する。蓄電量が基準量以上である場合には、制御部２５０は、センサ装置２を通信モードに遷移させる（Ｓ１１０）。これにより、通信期間が開始し、高周波クロック出力部２１２、メモリ２０、及び通信部２６が通常状態となり、通信部２６が収集装置３との間で通信を確立する（Ｓ１２０）。
【００８６】
Ｓ１１１において、制御部２５０は、稼働可能時間を算出する。例えば、制御部２５０は、メモリ２０に記憶されている過去の予め定められた時刻の蓄電量と、当該予め定められた時刻から現在までの経過時間と、現在の蓄電量とに基づいて、センサ装置２が稼働可能な時間を推定する。制御部２５０は、蓄電部２８２の現在の蓄電量、及びセンサ装置２の稼働可能時間を送信用の物理量データに対応づけてメモリ２０に記憶させる。
【００８７】
通信部２６は、通信期間内において、送信用の物理量データを収集装置３に送信する（Ｓ１１２）。例えば、制御部２５０は、メモリ２０から読みだした送信用の物理量データ、蓄電部２８２の現在の蓄電量及びセンサ装置２の稼働可能時間を、センサ装置２の識別子とともに通信部２６に供給し、通信部２は、供給されたデータを収集装置３に送信する。
【００８８】
制御部２５０は、通信部２６による収集装置３への送信が完了すると、突発事象が発生しているか否かを判定する（Ｓ１１３）。例えば、制御部２５０は、Ｓ１００からＳ１１２の処理を行う期間内にセンサ部２７から状態遷移信号が出力された場合に、突発事象が発生していると判定する。突発事象が発生している場合、測定モードに遷移すべく、Ｓ１０４に移行する。突発事象が発生していない場合、省電力モードに遷移する（Ｓ１１４）。具体的には、制御部２５０は、高周波クロック出力部２１２、メモリ２０、及び通信部２６を省電力状態にする。
【００８９】
省電力期間中において、制御部２５０は、突発事象が発生したか否かを判定する（Ｓ１１３）。例えば、制御部２５０は、Ｓ１１４で省電力モードに遷移した後にセンサ部２７から状態遷移信号が出力された場合に、突発事象が発生したと判定する。突発事象が発生した場合、測定モードに遷移すべく、Ｓ１０４に移行する。突発事象が発生していない場合、制御部２５０は、時刻同期を行うか否かを判定する（Ｓ１１６）。具体的には、制御部２５０は、Ｓ１００に関連して説明した方法と同じ方法で判定する。時刻同期を行わないと判定した場合、Ｓ１１５に処理を移行する。時刻同期を行うと判定した場合、時刻同期を行うべく、Ｓ１０１に処理を移行する。
【００９０】
このように、間欠的な測定期間の間においても、センサ部２７により突発事象が発生したか否かが判定され、突発事象が生じた場合には、速やかに追加の測定期間が開始される。
【００９１】
上述したセンサ装置２のフローチャートのＳ１０９〜Ｓ１１２において、電源２８の蓄電量が基準量未満である場合には物理量データの送信が行われず、蓄電量が基準量以上である場合に物理量データの送信が行われる。これにより、センサ部２４が夜間に測定した物理量の少なくとも一部は、発電部２８０による発電の蓄電量が基準量以上となってから通信部２６によって送信される。これにより、夜間の通信で電源２８を過度に消費して物理量を測定できなくなってしまうのを防止することができる。なお、夜間とは、日没から日の出までの間であってもよいし、発電部２８０による発電量が基準発電量未満になる時間帯であってもよい。
【００９２】
また、Ｓ１１３及びＳ１１５において、突発事象が生じたと判定された場合、制御部２５０は、蓄電部２８２の蓄電量及び現在時刻をメモリ２０に記憶してよい。この場合、制御部２５０は、Ｓ１１１において稼働可能時間を算出するときに、突発事象が生じたと判定されたときの蓄電量及び時刻、突発事象が生じた時刻から現在までの経過時間と、現在の蓄電量とに基づいて、センサ装置２が稼働可能な時間を推定してよい。このように、制御部２５０は、センサ部２４の省電力状態が解除されたときからセンサ部２４が検出した物理量を送信するまでの間における消費電力量及び蓄電部２８２の現在の蓄電電力量に基づいて、センサ装置２の稼働可能時間の推定値を算出する。これにより、突発事象が生じている場合には、突発事象が生じている場合のセンサ装置２の動作で消費される電力量を考慮して、稼働可能時間を算出することができる。
【００９３】
次に、センサ装置２から収集装置３にデータが送信された場合の処理について説明する。通信期間において各センサ装置２から物理量データが送信されると、収集装置３において、無線通信部３４が物理量データを受信する（Ｓ１２２）。制御部３５は、無線通信部３４が受信した物理量データをメモリ３０に記憶させる。制御部３５は、センサ装置２から受信した物理量データ、時刻情報、センサ装置２の稼働可能時間、及びセンサ装置２の蓄電量と、センサ装置２の識別子とを対応づけてメモリ３０に記憶させる。
【００９４】
収集装置３は、センサ装置２から収集したデータを、データ処理装置４に送信する（Ｓ１２４）。例えば、収集装置３の制御部３５は、物理量データ、時刻情報、センサ装置２の稼働可能時間、及びセンサ装置２の蓄電量と、センサ装置２の識別子とを含むデータをメモリ３０から読みだして、データ送信部３６に供給する。そして、データ送信部３６は、供給されたデータをデータ処理装置４に送信する。
【００９５】
データ処理装置４は、複数の収集装置３から送信されたデータを受信する（Ｓ１３０）。例えば、データ処理装置４は、収集装置３から受信したデータを内部の記憶装置に記憶する。具体的には、データ処理装置４は、物理量データ、時刻情報、センサ装置２の稼働可能時間、及びセンサ装置２の蓄電量と、センサ装置２の識別子とを含むデータを、内部の記憶装置に記憶する。
【００９６】
そして、データ処理装置４は、受信した物理量データに対するデータ処理を行う（Ｓ１３２）。例えば、データ処理装置４は、受信した物理量データを構造物１０１ごと、かつ、センサ装置２ごとに振り分けて診断サーバ５に提供する。ただし、データ処理装置４は、物理量データをセンサ装置２ごとに解析することで、構造物１０１の構造性能を診断してもよい。
【００９７】
なお、データ処理装置４は、収集装置３から受信したデータに含まれるセンサ装置２の稼働可能時間を参照して、稼働可能時間が予め定められた時間より短い場合に、警告を発する。また、センサ装置２の識別子を参照して、予め定められた測定期間における物理量データが全てのセンサ装置２から得られているか否かを判定する。データ処理装置４は、いずれかのセンサ装置２からの物理量データが得られていない場合に、物理量データが得られていないセンサ装置２の識別情報を含む警告を発する。なお、データ処理装置４は、物理量データが得られていないセンサ装置２から以前に収集されたデータを参照して、当該センサ装置２から過去に得られたデータに含まれる稼働可能時間から、センサ装置２が稼働していることが予測されることを条件として、警告を発してよい。例えば、データ処理装置４は、１１時０分から開始される測定期間で得られた物理量データとともに送信された稼働可能時間が７２時間である場合において、同日の１２時０分から開始される測定期間の物理量データが取得できなかった場合に、警告を発してよい。このように、稼働可能時間が十分であるにもかかわらず物理量データが得られなかった場合は、センサ装置２が故障している可能性があるため、警告を発することが好ましい。一方、データ処理装置４は、物理量データが得られていないセンサ装置２から以前に収集されたデータを参照して、当該センサ装置２から過去に得られたデータに含まれる稼働可能時間から、センサ装置２が稼働していないことが予測される場合には、警告を発することに代えて、当該センサ装置２が電力不足によって物理量データが得られていない可能性があることを通知してよい。例えば、データ処理装置４は、前々日の１２時０分から開始される測定期間で得られた物理量データとともに送信された稼働可能時間が２４時間である場合において、同日の１２時０分から開始される測定期間の物理量データが取得できなかった場合には、警告ではなく、当該センサ装置２の電力不足の可能性を通知してよい。
【００９８】
システム１によれば、動作サイクルを時刻同期期間、計測期間、処理期間、通信期間及び省電力期間に分けて、センサ２４０、処理部２５２、クロック出力部２１、及び通信部２６の一部を、各期間にセンサ装置２で行う動作に応じて適宜省電力状態とすることができる。そのため、センサ２４０、処理部２５２、クロック出力部２１、及び通信部２６が常に通常状態である場合と比較して、電力消費を大きく抑制することができる。
【００９９】
本実施形態に係るセンサシステム１においては、センサ装置２の時刻は、定期的に基準時刻と同期される。また、センサ装置２が自己電源喪失から復帰する場合にも、センサ装置２の時刻は同期される。自己電源喪失とは、電源２８から供給される電力によりセンサ装置２が稼働できなくなった状態を示す。図４及び図５において、時刻同期を定期的に行う場合の動作と、自己電源喪失から復帰した場合の時刻同期の動作について説明する。
【０１００】
図４は、センサ装置２における定期的な時刻同期動作に関するフローチャートである。
【０１０１】
収集装置３において、制御部３５は、計時部３２を参照し、センサ装置２における時刻同期期間の開始時刻になったか否かを判定する（Ｓ２００）。Ｓ２００で時刻同期期間の開始時刻になったと判定した場合には、制御部３５は、Ｓ２００の判定に戻る。なお、時刻同期期間の開始時刻は、センサ装置２における時刻同期期間の開始時刻より予め定められた時間だけ前の時刻であってよい。
【０１０２】
Ｓ２００で時刻同期が開始されると判定した場合、制御部３５は、時刻受信部３３にＧＰＳ信号を受信させ、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に計時部３２の時刻を適合させる（Ｓ２０１）。続いて、制御部３５は、計時部３２が保持する時刻情報を読み出し、無線通信部３４から複数のセンサ装置２に送信させる（Ｓ２０２）。無線通信部３４は、各センサ装置２に一律に時刻情報を送信してもよいし、各センサ装置２と通信を確立して個別に時刻情報を送信してよい。
【０１０３】
センサ装置２において、制御部２５０は、時刻同期期間が開始すると、センサ装置２を時刻同期モードに遷移させる。制御部２５０は、通信部２６により収集装置３から受信した時刻情報に計時部２２の時刻情報を適合させる（Ｓ２０４）。例えば、通信部２６は、収集装置３から時刻情報を受信し、制御部２５０は、当該時刻情報に基づいて計時部２２の時刻を適合させる。一例として、制御部２５０は、収集装置３から受信した時刻情報を現時点の時刻情報として計時部２２内の時刻情報を更新する。なお、制御部２５０は、収集装置３で時刻情報が読み取られてからセンサ装置２で時刻情報が更新されるまでに要するタイムラグを予め記憶しており、収集装置３から受信した時刻情報に当該タイムラグを加算した時刻の時刻情報を、現時点の時刻情報として計時部２２内の時刻情報を更新してもよい。
【０１０４】
図５は、センサ装置２が自己電源喪失から復帰する場合における時刻同期動作に関するフローチャートである。センサ装置２において自己電力喪失が生じた後、環境エネルギーにより蓄電部２８２が蓄電されて、センサ装置２が稼働可能な電力量が蓄電部２８２に蓄電されると、制御部２５０は、センサ装置２の動作モードを時刻同期モードにして、内部電源喪失から復帰したことを示す復帰情報を収集装置３に通知する（Ｓ３０１）。
【０１０５】
収集装置３において、無線通信部３４が復帰情報を受信すると、収集装置３は、復帰情報を送信したセンサ装置２に、現在時刻を示す時刻情報を送信する（Ｓ３０２）。センサ装置２において、通信部２６が時刻情報を受信すると、制御部２５０は、受信した時刻情報に計時部２２の時刻情報を適合させる（Ｓ３０４）。
【０１０６】
なお、以上に説明した時刻同期期間において、制御部２５０は、高周波クロック出力部２１２から出力される第２クロックの補正値を設定してよい。例えば、制御部２５０は、時刻同期期間に温度センサ２３を通常状態とし、温度センサ２３の出力に基づいて、第２クロックの補正値を設定してよい。一例として、メモリ２０には、予め測定された高周波クロック出力部２１２の出力周波数の誤差値と、高周波クロック出力部２１２の温度との関係がルックアップテーブル又は関数式として記憶されてよい。制御部２５０は、当該関係から現在の温度に対応する周波数の誤差値を算出し、当該誤差値を補正値として、高周波クロック出力部２１２のクロックタイミングを補正してよい。また、高周波クロック出力部２１２がＶＣＯと、ＶＣＯの制御電圧を出力するＤＡ変換器とを含む場合、各温度での制御電圧の補正値がメモリ２０に記憶されていてよい。制御部２５０は、メモリ２０に記憶されている当該補正値をＤＡ変換器に設定してよい。
【０１０７】
このように温度に基づいて補正することで、高周波クロック出力部２１２の周波数変動を±５．５６ｐｐｍ（＝１ｍｓ／１８０ｓ）以内とすることが好ましい。測定データのサンプリング周波数が２００Ｈｚの場合の時刻誤差の許容値として１ｍｓを設定する場合、周波数変動を±５．５６ｐｐｍ以内にすることで、３分間の観測期間に生じる誤差を許容値以内にすることができる。同様に、制御部２５０は、低周波クロック出力部２１１から出力される第１クロックの補正値を設定してもよい。
【０１０８】
以上に説明したセンサ装置２は、突発事象の発生を検出するための分解能が低い第２のセンサとして、センサ部２７を備える。センサ装置２の変形例として、センサ部２７を備えず、センサ部２４において突発事象を検出してよい。この場合、測定期間を除いて、制御部２５０は、センサ部２４の各部を第１クロックで動作させる省電力モードで動作させることで、センサ部２４を、分解能が低い第２のセンサとして機能させてよい。
【０１０９】
また、制御部２５０及び処理部２５２は、単一のプロセッサによって実現されてよい。例えば、制御部２５０を、単一のマルチコアプロセッサの１つのコアで実現し、処理部２５２を、当該マルチコアプロセッサの他の１以上のコアで実現してよい。
【０１１０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１１１】
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１１２】
１  システム
２  センサ装置
３  収集装置
４  データ処理装置
５  診断サーバ  
６  雨量計  
７  風向風速計  
８  温度計  
２０  メモリ  
２１  クロック出力部  
２２  計時部  
２３  温度センサ  
２４  センサ部  
２５  制御装置  
２６  通信部  
２７  センサ部  
２８  電源  
３０  メモリ  
３１  クロック出力部  
３２  計時部  
３３  時刻受信部  
３４  無線通信部  
３５  制御部  
３６  データ送信部  
１０１  構造物  
２１１  低周波クロック出力部  
２１２  高周波クロック出力部  
２４０  センサ  
２４１  信号処理回路  
２４２  ＡＤ変換器  
２５０  制御部  
２５２  処理部  
２８０  発電部  
２８２  蓄電部  
１０００  構造物群  
【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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