(57)【要約】      （修正有）【課題】海水中の状態を示すデータを安定して取得する。【解決手段】情報収集システムＳは、海水中で縦続接続され、海水中の状態を示す状態信号を出力する複数のブイ１ａ〜１ｎと、複数のブイにおいて取得された状態信号を収集する情報収集装置２と、を備え、複数のブイ１ａ〜１ｎのそれぞれが、海水中の状態を検知して、検知した状態を示す状態信号を出力するセンサと、センサが出力した状態信号を後段のブイに出力する第１接続部と、前段のブイのセンサから出力された状態信号の特性を補償した補償信号を生成する第１補償部と、を有し、第２接続部は、状態信号及び補償信号を同一の信号線を用いて出力する。【選択図】図１
2019064394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水中で縦続接続され、前記海水中の状態を示す状態信号を出力する複数のブイと、
前記複数のブイにおいて取得された前記状態信号を収集する情報収集装置と、
を備え、
前記複数のブイのそれぞれが、
前記海水中の状態を検知して、検知した状態を示す前記状態信号を出力する状態検出部と、
前記状態検出部が出力した前記状態信号を後段のブイに出力する出力部と、
前段のブイの前記出力部から出力された前記状態信号の特性を補償した補償信号を生成する補償部と、
を有し、
前記出力部は、前記状態信号及び前記補償信号を同一の信号線を用いて出力する、
情報収集システム。
【請求項２】
前記ブイは、前記状態検出部として温度センサを有しており、
前記補償部は、前記温度センサが検知した水温に基づいて前記補償信号を生成する、
請求項１に記載の情報収集システム。
【請求項３】
前記ブイは、前記状態検出部として圧力センサを有しており、
前記補償部は、前記圧力センサが検知した水圧に基づいて水温を推定し、推定した当該水温に基づいて前記補償信号を生成する、
請求項１又は２に記載の情報収集システム。
【請求項４】
前記補償部は、前記情報収集装置からケーブルを介して前記ブイに供給された電力により生じる電圧に基づいて前記補償信号を生成する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の情報収集システム。
【請求項５】
前記補償部は、前記補償信号を出力するか、又は前記状態信号を出力するかを切り替える、
請求項１から４のいずれか一項に記載の情報収集システム。
【請求項６】
前記情報収集装置は、前記複数のブイを制御する制御部をさらに有し、
前記補償部は、前記制御部の指示に基づいて、前記補償信号を出力するか、又は前記状態信号を出力するかを切り替える、
請求項５に記載の情報収集システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記複数のブイ間の間隔を示す距離情報を取得し、前記前段のブイとの前記間隔に基づいて前記ブイの補償内容を切り替える指示を送信する、
請求項６に記載の情報収集システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記前段のブイが有する前記状態検出部の種別に基づいて前記ブイの補償内容を切り替える指示を送信する、
請求項６又は７に記載の情報収集システム。
【請求項９】
前記制御部は、所定の時間間隔で前記複数のブイそれぞれから状態信号を取得し、前記状態信号を取得する時間間隔よりも長い時間間隔で、前記状態信号に基づく情報を無線回線で外部装置に送信する、
請求項６から８のいずれか一項に記載の情報収集システム。
【請求項１０】
海水中で他のブイと縦続接続して使用されるブイであって、
前記海水中の状態を検知して、検知した状態を示す状態信号を出力する状態検出部と、
前記状態検出部が出力した前記状態信号を後段のブイに出力する出力部と、
前段のブイの前記出力部から出力された前記状態信号の特性を補償した補償信号を生成する補償部と、
を備えるブイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報収集システム、及び情報収集システムが備えるブイに関する。
【背景技術】
【０００２】
水温、水圧等の海洋環境状態を測定した測定データを発信するブイを用いた海洋環境モニタシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。ブイは、制御筐体と、制御筐体と信号伝達用ロープで接続されたセンサ筐体を備え、センサ筐体は所定の水深に設置され、設置された水深の温度と水圧とを測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３８５４９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、センサ筐体が水中深く設置された場合、制御筐体とセンサ筐体との距離が長くなることにより信号が減衰してしまう。そのため、制御筐体が海水中のデータを安定して取得できないことが懸念される。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、海水中の状態を示すデータを安定して取得する技術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】
本発明の第１の態様の情報収集システムは、海水中で縦続接続され、前記海水中の状態を示す状態信号を出力する複数のブイと、前記複数のブイにおいて取得された前記状態信号を収集する情報収集装置と、を備え、前記複数のブイのそれぞれが、前記海水中の状態を検知して、検知した状態を示す前記状態信号を出力する状態検出部と、前記状態検出部が出力した前記状態信号を後段のブイに出力する出力部と、前段のブイの前記出力部から出力された前記状態信号の特性を補償した補償信号を生成する補償部と、を有し、前記出力部は、前記状態信号及び前記補償信号を同一の信号線を用いて出力する。
【０００７】
例えば、前記ブイは、前記状態検出部として温度センサを有しており、前記補償部は、前記温度センサが検知した水温に基づいて前記補償信号を生成する。
【０００８】
例えば、前記ブイは、前記状態検出部として圧力センサを有しており、前記補償部は、前記圧力センサが検知した水圧に基づいて水温を推定し、推定した当該水温に基づいて前記補償信号を生成する。
【０００９】
前記補償部は、前記情報収集装置からケーブルを介して前記ブイに供給された電力により生じる電圧に基づいて前記補償信号を生成してもよい。
【００１０】
例えば、前記補償部は、前記補償信号を出力するか、又は前記状態信号を出力するかを切り替える。具体的には、前記情報収集装置は、前記複数のブイを制御する制御部をさらに有し、前記補償部は、前記制御部の指示に基づいて、前記補償信号を出力するか、又は前記状態信号を出力するかを切り替える。
【００１１】
例えば、前記制御部は、前記複数のブイ間の間隔を示す距離情報を取得し、前記前段のブイとの前記間隔に基づいて前記ブイの補償内容を切り替える指示を送信する。また、前記制御部は、前記前段のブイが有する前記状態検出部の種別に基づいて前記ブイの補償内容を切り替える指示を送信してもよい。
【００１２】
例えば、前記制御部は、所定の時間間隔で前記複数のブイそれぞれから状態信号を取得し、前記状態信号を取得する時間間隔よりも長い時間間隔で、前記状態信号に基づく情報を無線回線で外部装置に送信する。
【００１３】
本発明の第２の態様のブイは、海水中で他のブイと縦続接続して使用されるブイであって、前記海水中の状態を検知して、検知した状態を示す状態信号を出力する状態検出部と、前記状態検出部が出力した前記状態信号を後段のブイに出力する出力部と、前段のブイの前記出力部から出力された前記状態信号の特性を補償した補償信号を生成する補償部と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、海水中の状態を示すデータを安定して取得することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】情報収集システムの概要を説明するための図である。
【図２】実施形態に係るブイの機能構成を示す図である。
【図３】実施形態に係る情報収集装置の機能構成を示す図である。
【図４】状態信号に基づく情報を送信する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［情報収集システムＳの概要］
図１は、情報収集システムＳの概要を説明するための図である。情報収集システムＳは、海水中の状態を示す状態信号を収集する複数のブイ１（１ａ、１ｂ、・・・、１ｎ）と、複数のブイ１それぞれにおいて取得された状態信号を収集する情報収集装置２とを備える。ブイ１は、海水中でケーブルＣにより縦続接続され、状態信号を後段のブイ１を介して情報収集装置２に出力する。情報収集装置２は、複数のブイ１それぞれが出力した状態信号を収集する。状態信号は、例えば、ブイ１が検知した海水中の状態を示すデジタル信号である。
【００１７】
一般に、海中深くに設置されたブイと、海上の情報収集装置２との距離が長くなると、ブイから送信された状態信号が減衰してしまう。状態信号が減衰すると、情報収集装置２は、不正確な状態信号を収集したり、状態情報を収集できなくなったりする場合がある。
【００１８】
状態信号が減衰しても情報収集装置２が正確な状態信号を受信できるようにするために状態信号の出力を増大すると、ブイにおける消費電力が大きくなる。消費電力が大きくなると、ブイを利用できる時間が低減するという弊害がある。
【００１９】
そこで、ブイ１は、前段のブイ１から出力された状態信号の特性を補償した補償信号を出力することにより、減衰の影響を低減する。情報収集装置２は、複数のブイそれぞれから出力された状態信号、又は状態信号の特性が補償された補償信号を収集する。このようにすることで、情報収集システムＳは、ブイ１と情報収集装置２との距離が長くなることによる信号の減衰の影響を低減することができるので、海水中の状態を示すデータを安定して取得することができる。なお、ブイ１と情報収集装置２との間の通信プロトコルは、例えばＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）であるが、これに限定するものではない。
【００２０】
情報収集装置２は、取得した海洋中の状態を示すデータを、ＩＰ通信網を介してデータベースサーバ３に送信する。情報収集装置２とデータベースサーバ３との通信方式は、プロトコルレベルでの再送制御をサポートする方式であり、送信したデータが送信先に到達したか否かを判定できる方式が好適である。
【００２１】
通信方式は、本実施形態においてはＴＣＰ（Transmission Control Protocol）であるが、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用してもよい。また、通信方式は、到達確認又はＱｏＳ（Quality of Service）保証をサポートするＭＱＴＴ（Message Queue Telemetry Transport）プロトコルを利用してもよい。
【００２２】
［ブイ１の構成］
図２は、実施形態に係るブイ１の機能構成を示す図である。ブイ１は、内部センサ１０ａと、外部センサ１０ｂと、第１接続部１１と、第１補償部１２と、第２補償部１３と、バッファ部１４と、バッファ部１５と、第２接続部１６とを備える。ブイ１は密閉された構造を持ち、防水を保ちながら情報収集装置２からの指示を受信する制御線と、状態情報を情報収集装置２に出力する信号線とを内部に収めた防水ケーブルを内部に導通させることのできる防水機構を有する。なお、ブイ１の各機能構成部は、情報収集装置２から電力の供給を受けて動作する。
【００２３】
センサ１０は、海水中の状態を検知して、検知した状態を示す状態信号を出力する状態検出部である。例えば、内部センサ１０ａは、ブイ１の内部に設置され、潮の流れを検知する角速度センサである。
【００２４】
外部センサ１０ｂは、例えば、ブイ１の外部に露出して海水の水温を検知する温度センサである。また、外部センサ１０ｂは、海水中の水圧を検知する圧力センサであってもよい。また、ブイ１は、外部センサ１０ｂとして、海水の塩分濃度を検知する塩分濃度計をさらに備えていてもよい。
【００２５】
第１接続部１１は、前段のブイ１と接続する通信インターフェースである。第１接続部１１は、前段のブイ１から出力された状態信号を第１補償部１２に通知する。また、第１接続部１１は、情報収集装置２から送信された制御信号を前段のブイに出力する機能も有する。
【００２６】
第１補償部１２は、前段のブイの第２接続部１６から出力された状態信号の特性を補償した補償信号を生成する。前段のブイは、情報収集装置２から遠い側のブイである。状態信号は、水温により信号波形が変化する。そこで、第１補償部１２は、例えば、温度センサである外部センサ１０ｂが検知した水温に基づいて補償信号を生成する。具体的には、第１補償部１２は、基準となる水温における状態信号の波形と、測定された水温における状態信号の波形との差（以下、波形の変化という）を補償する補償信号を生成する。
【００２７】
また、海水中の水温は水深と相関関係があり、第１補償部１２は、設置された位置の水深をさまざまな方法で推定することができる。例えば、第１補償部１２は、圧力センサが検知した水圧に基づいて水深を推定し、推定した水深における水温を推定する。言い換えると、第１補償部１２は、例えば、圧力センサである外部センサ１０ｂが検知した水圧に基づいて水温を推定し、推定した当該水温に基づいて補償信号を生成する。具体的には、第１補償部１２は、水圧に基づいて推定した水温における波形の変化を補償する補償信号を生成する。
【００２８】
また、ブイ１に供給される電圧は、ブイ１と情報収集装置２との距離が長くなるほど低下する。したがって、ブイ１に供給される電圧に基づいて、ブイ１が設けられた位置の水深を推定することができる。例えば、第１補償部１２は、情報収集装置２からケーブルを介してブイに供給された電力により生じる電圧に基づいて補償信号を生成する。具体的には、第１補償部１２は、供給された電圧の低下に応じた水深を推定し、推定した水温による波形の変化を補償する補償信号を生成する。
【００２９】
このように、第１補償部１２が、前段のブイから出力された状態信号の特性を補償した補償信号を生成するので、ブイ１は状態信号の減衰を低減することができる。また、第１補償部１２が、ブイ１が設置された水深の水温に基づいて補償信号を生成するので、水温による状態信号の波形の変化を補償することができる。
【００３０】
第１補償部１２は、内部センサ１０ａが検知した潮の流れに応じて補償信号を生成してもよい。具体的には、第１補償部１２は、内部センサ１０ａが検知した潮の流れの強さを示す角速度の大きさに応じた補償信号を生成する。より具体的には、第１補償部１２は、角速度が大きければ大きいほど補償量を大きくする。このようにすることで、第１補償部１２は、潮の流れによる信号ノイズの影響を低減した補償信号を生成することができる。
【００３１】
第１補償部１２は、補償信号を出力するか、又は状態信号を出力するかを切り替えてもよい。具体的には、第１補償部１２は、後述する情報収集装置２の制御部の指示に基づいて、補償信号を出力するか、又は状態信号を出力するかを切り替える。このようにすることで、第１補償部１２は、ブイ１と情報収集装置２との距離が短く、状態信号の減衰が少ないため、状態信号を補償する必要がないときに補償信号を生成することを抑制できる。
【００３２】
第２補償部１３は、情報収集装置２から送信されたブイ１を制御するための制御信号を補償した補償制御信号を生成する。このようにすることで、第２補償部１３は、制御信号の減衰量を低減することができるので、情報収集装置２から長い距離離れた位置に設置されたブイ１が制御不能になることを抑制することができる。
【００３３】
また、第２補償部１３は、第１補償部１２と同様に、内部センサ１０ａが検知した水温に基づいて補償制御信号を生成してもよいし、外部センサ１０ｂが検知した圧力により推定した水温に基づいて補償制御信号を生成してもよい。このようにすることで、第２補償部１３は、推定した水温における制御信号の波形の変化を補償することができる。
【００３４】
バッファ部１４は、バッファ１４１とバッファ１４２とを有する。バッファ１４１は、第２接続部１６から受信した状態信号を第１補償部１２に入力する。バッファ１４２は、第２補償部１３から出力される制御信号を、第２接続部１６を介して前段のブイ１に送信するための回路を有する。バッファ１４２は、制御信号を第２接続部１６に対して出力していない間は、ハイインピーダンス状態になる。
【００３５】
バッファ部１５は、バッファ１５１とバッファ１５２とを有する。バッファ１５１は、第１補償部１２から受信した補償信号を、第２接続部１６を介して後段のブイ１に送信するための回路を有する。バッファ１５２は、第２接続部１６から出力される制御信号を第２補償部１３に入力する。バッファ１５２は、制御信号を第２補償部１３に対して出力していない間は、ハイインピーダンス状態になる。
【００３６】
第２接続部１６は、後段のブイと接続し、センサ１０が出力した状態信号を後段のブイに出力する出力部である。後段のブイは、情報収集装置２に近い側のブイである。また、第２接続部１６は、状態信号、及び第１補償部１２が生成した補償信号を、ケーブルＣに含まれる同一の信号線を用いて出力する。
【００３７】
図３は、実施形態に係る情報収集装置２の機能構成を示す図である。情報収集装置２は、通信部２０と、電源部２１と、記憶部２２と、制御部２３とを備える。通信部２０は、ＩＰ通信網を介してデータベースサーバ３と情報を送受信するための無線通信モジュールである。
【００３８】
電源部２１は、情報収集装置２と、複数のブイ１とに電力を供給する電源である。記憶部２２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む記憶媒体である。記憶部２２は、海水中の状態を示すデータを記憶する。また、記憶部２２は、制御部２３を機能させるための各種のプログラムを記憶する。
【００３９】
制御部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部２３は、記憶部２２に記憶されているプログラムを実行することによって、通信部２０、電源部２１、記憶部２２、及び複数のブイ１のそれぞれを制御する。
【００４０】
例えば、制御部２３は、状態信号又は補償信号を出力させる指示を含む制御情報をブイ１に送信することにより、状態信号又は補償信号を収集する。制御部２３は、例えば、複数のブイ１間の間隔を示す距離情報を取得し、前段のブイ１との間隔に基づいてブイ１の補償内容を切り替える指示を送信する。より具体的には、制御部２３は、前段のブイ１との間隔が所定の長さ以上である場合、補償信号を生成させる指示を送信する。
【００４１】
所定の長さは、信号を送受信するケーブルの静電容量が、信号を送信する通信規格により定まる静電容量以下である規格長さである。規格長さは、情報収集システムＳを運営する事業者が適宜定めればよい。規格長さの具体的な値は、通信規格がＩ２Ｃである場合、使用するケーブルにより異なるが、静電容量が４００ｐＦ以下となる３メートルである。
【００４２】
制御部２３は、前段のブイが有するセンサ１０の種別に基づいてブイの補償内容を切り替える指示を送信してもよい。具体的には、制御部２３は、センサ１０の種別に基づいて信号の減衰の影響があると判定すると、補償内容を切り替える指示を送信する。第１補償部１２は、センサ１０の種別に基づいて補償内容を切り替える指示に従って補償内容を切り替える。
【００４３】
制御部２３は、収集した海水中の状態を示す情報を外部装置に送信する。外部装置は、例えばデータベースサーバ３である。情報収集装置２が、データベースサーバ３に情報を送信するのに必要な電力は、複数のブイ１から状態情報を収集するのに必要な電力より大きい。情報収集装置２が、状態情報を収集する度に情報をデータベースサーバ３に送信すると、消費電力が増大し、海水中の状態を収集できる時間が短くなってしまう。そこで、制御部２３は、所定の時間間隔で複数のブイそれぞれから状態信号を取得し、状態信号を取得する第１時間間隔よりも長い第２時間間隔で、状態信号に基づく情報を無線回線でデータベースサーバ３に送信する。このようにすることで、制御部２３は、情報収集装置２が消費する電力を低減することができるので、より長い時間海水中の状態を収集することができる。
【００４４】
第１時間間隔は、海水中の状態の変化を検出する検出時間である。検出時間は、情報収集システムＳを運営する事業者が適宜定めればよい。検出時間の具体的な値は、例えば２０分又は１５分であるが、これに限定するものではない。なお、制御部２３がデータベースサーバ３に情報を送信する、状態信号を取得する第１時間間隔よりも長い第２時間間隔の具体的な値は、例えば１時間である。
【００４５】
図４は、状態信号に基づく情報を送信する処理のフローチャートである。図４を参照しながら、状態信号に基づく情報を送信する処理の流れについて説明する。
【００４６】
なお、以下の説明においては、送信する情報は全て送信するべき状況であるとし、一つのファイルにまとめられているものとする。また、制御部２３は、送信するファイルを記憶する未送信フォルダと、送信済みのファイルを記憶する送信済フォルダとを記憶部２２に作成させているものとする。
【００４７】
ます、制御部２３は、未送信フォルダに送信するファイルがあるか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部２３は、未送信フォルダに送信するファイルがないと判定すると（ステップＳ１でＮｏ）、処理を終了する。制御部２３は、未送信フォルダに送信するファイルがあると判定すると（ステップＳ１でＹｅｓ）、再送回数を初期化して０とする（ステップＳ２）。
【００４８】
続いて、制御部２３は、ファイルを送信する（ステップＳ３）。制御部２３は、ファイルを送信すると、送信したファイルが送信先に到達したか否かを判定する（ステップＳ４）。具体的には、制御部２３は、送信先から通知された到達確認を受信すると、送信先にファイルが到達したと判定する。
【００４９】
制御部２３は、送信先に到達したと判定すると（ステップＳ４でＹｅｓ）、送信したファイルを送信済フォルダに移動する（ステップＳ５）。制御部２３は、送信したファイルを送信済フォルダに移動すると、再度、未送信フォルダに送信するファイルがあるか否かを判定する。
【００５０】
制御部２３は、送信先に到達していないと判定すると（ステップＳ４でＮｏ）、再送回数に１を加える（ステップＳ６）。そして、制御部２３は、再送回数が再送上限回数以上か否かを判定する（ステップＳ７）。制御部２３は、再送回数が再送上限回数未満であると判定すると（ステップＳ７でＮｏ）、ステップＳ３に戻り送信するファイルを送信する。制御部２３は、再送回数が再送上限回数以上であると判定すると（ステップＳ７でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００５１】
以上の説明においては、ブイ１は第２補償部１３を備えていたが、制御信号は状態信号より減衰に強いので、ブイ１は第２補償部１３を備えていなくてもよい。このようにすることで、ブイ１の製造コストを低減することができる。
【００５２】
（変形例）
以上の説明においては、ブイ１は海水中に設置され、海水中の状態を検知したが、これに限らず、ブイ１は海上に設置され、海上の状態を検知してもよい。海上の状態を検知する海上ブイ１は、情報収集装置２と海水中の状態を検知する海中ブイ１との間に縦続接続される。海上ブイ１は、海中ブイ１と同様であるので、以下、海中ブイ１と異なる点を説明し、同様の点については適宜省略する。
【００５３】
海上ブイ１は、外部センサ１０ｂとして、海上の気温を検知する温度センサと、海上の気圧を検知する気圧センサを備える。また、海上ブイ１は、外部センサ１０ｂとして他のセンサを備えていてもよい。他のセンサは、海上の風速を検知する風速センサ、降雨量を検知する雨量センサである。このようにすることで、ブイ１は、海水中の状態だけでなく海上の状態も検知するので、より多種類の情報を検知することができる。
【００５４】
［実施形態に係る情報収集システムＳの効果］
以上説明したように、ブイ１のセンサ１０が海水中の状態を示す状態信号を出力し、第１補償部１２が前段のブイが出力した状態信号を補償する補償信号を生成し、第１接続部１１が状態信号及び補償信号を後段のブイに出力する。このように、ブイ１は、海水中の状態を示す状態信号と、信号の減衰の影響を低減した補償信号とを出力することができる。そのため、ブイ１は、ブイ１と情報収集装置２との距離が長くなることによる信号の減衰の影響を低減することができるので、海水中の状態を示すデータを安定して取得することができる。
【００５５】
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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００５６】
Ｓ  情報収集システム
１  ブイ
２  情報収集装置
３  データベースサーバ
１０ａ  内部センサ
１０ｂ  外部センサ
１１  第１接続部
１２  第１補償部
１３  第２補償部
１４  バッファ部
１５  バッファ部
１６  第２接続部
２０  通信部
２１  電源部
２２  記憶部
２３  制御部
【図１】
2019064394.tif 000003
【図２】
2019064394.tif 000004
【図３】
2019064394.tif 000005
【図４】
2019064394.tif 000006