(57)【要約】      （修正有）【課題】計測装置の設置の手間及び高いコストをかけずに、作業員が安全且つ効率的に水位等の計測を行うことができる計測装置を提供する。【解決手段】計測装置１０は、観側面の位置を間欠的に計測する計測手段１１と、少なくとも計測手段１１で計測された計測情報を含む情報を間欠的に無線通信する無線通信手段１４と、計測手段１１及び無線通信手段１４の動作を制御する制御手段１３と、計測手段１１、無線通信手段１４、及び制御手段１３に電力を供給するための二次電池１８と、太陽光を電気エネルギーに変換して、電気エネルギーを二次電池１８に供給するための太陽電池１６と、二次電池１８に対する充放電を制御する充放電制御手段１７とを有する。【選択図】図１
2019175147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観側面の位置を間欠的に計測する計測手段と、
少なくとも上記計測手段で計測された計測情報を含む情報を間欠的に無線通信する無線通信手段と、
上記計測手段及び上記無線通信手段の動作を制御する制御手段と、
上記計測手段、上記無線通信手段、及び上記制御手段に電力を供給するための二次電池と、
太陽光を電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーを上記二次電池に供給するための太陽電池と、
上記二次電池に対する充放電を制御する充放電制御手段と
を有することを特徴とする計測装置。
【請求項２】
温度計をさらに有し、
上記計測手段は、上記観側面に対して超音波を送波し、上記観側面に反射した反射波を受波して、送波時刻と受波時刻との遅延値に基づいて水位を計測するための超音波水位計であり、
上記無線通信手段が無線通信する情報は、上記温度計により計測された温度値と上記超音波水位計により計測された水位情報を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
上記無線通信手段が無線通信する情報は、上記二次電池の電圧値及び上記太陽電池の発電量を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
【請求項４】
コンピュータを
観側面の位置を間欠的に計測する計測手段と、
少なくとも上記計測手段で計測された計測情報を含む情報を間欠的に無線通信する無線通信手段と、
上記計測手段及び上記無線通信手段の動作を制御する制御手段と、
上記計測手段、上記無線通信手段、及び上記制御手段に電力を供給するための二次電池と、
太陽光を電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーを上記二次電池に供給するための太陽電池と、
上記二次電池に対する充放電を制御する充放電制御手段と
して機能させることを特徴とする計測プログラム。
【請求項５】
１又は複数の計測装置に無線接続され、該計測装置から送信されるパケットを受信し、ネットワークへ中継する計測中継装置において、
当該計測中継装置は、上記計測装置よりも高い位置に配置され、
少なくとも上記計測装置で計測された計測情報を含む情報を間欠的に無線通信する無線通信手段と、
上記無線通信手段の動作を制御する制御手段と、
上記無線通信手段及び上記制御手段に電力を供給するための二次電池と、
太陽光を電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーを上記二次電池に供給するための太陽電池と、
上記二次電池に対する充放電を制御する充放電制御手段と
を有することを特徴とする計測中継装置。
【請求項６】
１又は複数の計測装置に無線接続され、該計測装置から送信されるパケットを受信し、ネットワークへ中継し、上記計測装置よりも高い位置に配置される計測中継装置に搭載されるコンピュータを、
少なくとも上記計測装置で計測された計測情報を含む情報を間欠的に無線通信する無線通信手段と、
上記無線通信手段の動作を制御する制御手段と、
上記無線通信手段及び上記制御手段に電力を供給するための二次電池と、
太陽光を電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーを上記二次電池に供給するための太陽電池と、
上記二次電池に対する充放電を制御する充放電制御手段と
して機能させることを特徴とする計測中継プログラム。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の１又は複数の計測装置と、
請求項５に記載の１又は複数の計測中継装置と、
上記各計測装置及び上記各計測中継装置から送信された情報を収集して管理する情報管理装置と
を備えることを特徴とする計測システム。
【請求項８】
上記情報管理装置は、上記各計測装置が備える上記計測手段の動作条件を遠隔的に設定可能であることを特徴とする請求項７に記載の計測システム。
【請求項９】
上記情報管理装置は、所定のタイミングで、上記各計測装置が備える上記計測手段の動作を要求し、上記計測手段が測定した情報を取得することを特徴とする請求項７又は８に記載の計測システム。
【請求項１０】
上記情報管理装置は、所定のタイミングで、上記各計測装置及び上記各計測中継装置が備える上記無線通信手段におけるパケット受信時の信号強度の測定を要求し、上記無線通信手段が測定した信号強度情報を取得することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置、計測プログラム、計測中継装置、計測中継プログラム、及び計測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川等の水位を観測するために、河川近くに水位計が設置されている（特許文献１参照）。水位計に供給する電源を確保すると共に、水位計の観測動作を制御するために、水位計から少し離れたところに管理局の局舎等を設置し、その局舎内に、水位計と有線で接続させた制御装置が設置されている（図８参照）。
【０００３】
河川の水位を観測するために、様々な種類の水位計を使用することができるが、そのうちの１つとして超音波水位計６１がよく用いられている。超音波水位計６１は、電源線６６を介して庁舎内の電源部６４と接続される。また、超音波水位計６１は、通信線６５を介して、制御装置６２と接続される。
【０００４】
超音波水位計６１は水面に対して超音波パルスを送波し、水面に反射した超音波パルスを超音波水位計６１が受波し、送波時刻と受波時刻との差分（遅延）時間に基づいて、超音波水位計と水面との間の距離を測定する。
【０００５】
制御装置６２は、超音波水位計６１から測定データを受信し、受信したデータを基に水位等を計算し、その結果をモニター６３に表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２４８１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の水位計による水位監視は、定期的に作業員が管理局の局舎に訪れる必要があった。また、河川の氾濫等の警戒時には、作業員は、管理局の局舎に詰めて水位監視を行う必要があった。つまり、作業員が局舎に訪れる手間に加えて、河川の氾濫のおそれのある警戒区域で作業しなければならない問題があった。
【０００８】
また、上述の図８で示したように、超音波水位計６１を河川に設置するに際しては、超音波水位計６１から局舎内の制御装置６２まで通信線６５と電源線６６の配線工事を実施していたため、設置に多くの時間、手間がかかり高いコストがかかっていた。
【０００９】
そのため、計測装置の設置の手間及び高いコストをかけずに、作業員が安全且つ効率的に水位等の計測を行うことができる計測装置、計測プログラム、計測中継装置、計測中継プログラム、及び計測システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明は、（１）観側面の位置を間欠的に計測する計測手段と、（２）少なくとも上記計測手段で計測された計測情報を含む情報を間欠的に無線通信する無線通信手段と、（３）上記計測手段及び上記無線通信手段の動作を制御する制御手段と、（４）上記計測手段、上記無線通信手段、及び上記制御手段に電力を供給するための二次電池と、（５）太陽光を電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーを上記二次電池に供給するための太陽電池と、（６）上記二次電池に対する充放電を制御する充放電制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
第２の本発明の計測プログラムは、コンピュータを（１）観側面の位置を間欠的に計測する計測手段と、（２）少なくとも上記計測手段で計測された計測情報を含む情報を間欠的に無線通信する無線通信手段と、（３）上記計測手段及び上記無線通信手段の動作を制御する制御手段と、（４）上記計測手段、上記無線通信手段、及び上記制御手段に電力を供給するための二次電池と、（５）太陽光を電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーを上記二次電池に供給するための太陽電池と、（６）上記二次電池に対する充放電を制御する充放電制御手段として機能させることを特徴とする。
【００１２】
第３の本発明は、１又は複数の計測装置に無線接続され、該計測装置から送信されるパケットを受信し、ネットワークへ中継する計測中継装置において、（１）当該計測中継装置は、上記計測装置よりも高い位置に配置され、（２）少なくとも上記計測装置で計測された計測情報を含む情報を間欠的に無線通信する無線通信手段と、（３）上記無線通信手段の動作を制御する制御手段と、（４）上記無線通信手段及び上記制御手段に電力を供給するための二次電池と、（５）太陽光を電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーを上記二次電池に供給するための太陽電池と、（６）上記二次電池に対する充放電を制御する充放電制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
第４の本発明の計測中継プログラムは、１又は複数の計測装置に無線接続され、該計測装置から送信されるパケットを受信し、ネットワークへ中継し、上記計測装置よりも高い位置に配置される計測中継装置に搭載されるコンピュータを、（１）少なくとも上記計測装置で計測された計測情報を含む情報を間欠的に無線通信する無線通信手段と、（２）上記無線通信手段の動作を制御する制御手段と、（３）上記無線通信手段及び上記制御手段に電力を供給するための二次電池と、（４）太陽光を電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーを上記二次電池に供給するための太陽電池と、（５）上記二次電池に対する充放電を制御する充放電制御手段として機能させることを特徴とする。
【００１４】
第５の本発明は、（１）第１の本発明の１又は複数の計測装置と、（２）第３の本発明の１又は複数の計測中継装置と、（３）上記各計測装置及び上記各計測中継装置から送信された情報を収集して管理する情報管理装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、計測装置の設置の手間及び高いコストをかけずに、作業員が安全且つ効率的に水位等の計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るソーラー無線超音波センサ装置の機能的構成について示すブロック図である。
【図２】実施形態に係るソーラー無線中継装置の機能的構成について示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る情報管理サーバーの機能的構成について示すブロック図である。
【図４】実施形態に係る水位計無線モニタシステムの全体構成を示す全体構成図である。
【図５】実施形態に係るソーラー無線超音波センサ装置及びソーラー無線中継装置の設置例を示す図である。
【図６】実施形態に係る水位計無線モニタシステムの遠隔保守動作を示すシーケンス図（その１）である。
【図７】実施形態に係る水位計無線モニタシステムの遠隔保守動作を示すシーケンス図（その２）である。
【図８】従来の超音波水位計による水位観測状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（Ａ）主たる実施形態
以下では、本発明に係る計測装置、計測プログラム、計測中継装置、計測中継プログラム、及び計測システムの実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
この実施形態では、河川の水位を計測するための水位計無線モニタシステムに、本発明を適用する場合を例示する。
【００１９】
（Ａ−１）実施形態の構成
（Ａ−１−１）全体構成
図４は、実施形態に係る水位計無線モニタシステムの全体構成を示す全体構成図である。まず、水位計無線モニタシステム１の全体構成について説明する。
【００２０】
図４において、水位計無線モニタシステム１は、３台のソーラー無線超音波センサ装置１０（１０−１〜１０−３）、５台のソーラー無線中継装置２０（２０−１〜１０−５）、無線親機３０、ＧＷ４０、及び情報管理サーバー５０を有する。
【００２１】
水位計無線モニタシステム１に配置される各装置の数は限定されないものであるが、この実施形態の水位計無線モニタシステム１では、３台のソーラー無線超音波センサ装置１０と、５台のソーラー無線中継装置２０が配置されているものとして説明する。
【００２２】
また、水位計無線モニタシステム１では、ソーラー無線超音波センサ装置１０、ソーラー無線中継装置２０、及び無線親機３０により無線ネットワークＮ（マルチホップネットワーク）が形成される。この無線ネットワークＮ内の各装置間（ノード間）の通信方式（通信媒体）については、限定されないものである。
【００２３】
ソーラー無線超音波センサ装置１０は、河川等の水位を測定されるために設置されるものであり、太陽光を電源部として利用して定期的に測定したデータを無線親機３０（情報管理サーバー５０）に送信するものである。
【００２４】
ソーラー無線中継装置２０は、ソーラー無線超音波センサ装置１０（又は他のソーラー無線中継装置２０）から送信されたデータを中継する装置である。ソーラー無線中継装置２０も、ソーラー無線超音波センサ装置１０と同様に太陽光発電により動作する。
【００２５】
無線親機３０は、無線ネットワークＮ内のルートノードであり、ＧＷ４０と接続される。無線親機３０及びＧＷ４０と間の接続方式については限定されないものである。
【００２６】
ＧＷ４０は、無線ネットワークＮと上位ネットワークＭとの間でデータ（プロトコル）の変換処理を行うことが可能なゲートウェイである。なお、上位ネットワークＭは、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ等により通信可能なＩＰネットワーク（広域ネットワーク）である。
【００２７】
情報管理サーバー５０は、各ソーラー無線超音波センサ装置１０から送信された測定データを一元管理し、遠隔的に河川等の水位を監視する装置である。また、情報管理サーバー５０は、各ソーラー無線超音波センサ装置１０及びソーラー無線中継装置２０から装置情報を取集し、各装置の保守を遠隔的に行う。
【００２８】
（Ａ−１−２）ソーラー無線超音波センサ装置１０の詳細な構成
図１は、実施形態に係るソーラー無線超音波センサ装置の機能的構成について示すブロック図である。図１において、ソーラー無線超音波センサ装置１０は、超音波センサ部１１、温度計１２、制御部１３、無線通信部１４、及び電源部１５を有する。
【００２９】
ソーラー無線超音波センサ装置１０は、少なくとも、超音波水位計としての超音波センサ部１１により受波された受波波形（アナログ）をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換して得た受波波形データや水位値等を含む信号を無線通信するものである。ソーラー無線超音波センサ装置１０は、河川等の水位の測定箇所に作業者により設置される。
【００３０】
超音波センサ部１１は、図示しない超音波送受波部を備え、超音波水位計として機能するものであり、河川の水位値を測定するものである。超音波センサ部１１による水位の測定方法は種々様々な方法を広く適用することができ、特に限定されるものではない。
【００３１】
温度計１２は、ソーラー無線超音波センサ装置１０が設置される場所の外気を検知するものであり、検知した温度情報を制御部１３に与える。超音波センサ部１１により送受信される超音波パルスの速度（音速）は温度等の環境情報に影響を受けるため、ソーラー無線超音波センサ装置１０を設置若しくは保守をする際には、温度計１２に獲得された温度情報も、制御部１３に送信するようにする。
【００３２】
制御部１３は、ソーラー無線超音波センサ装置１０の各種動作を制御する処理部である。制御部１３のハードウェアは図示しないが、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等を有して構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに格納された処理プログラムを実行することにより、ソーラー無線超音波センサ装置１０の各種機能を実現する。
【００３３】
制御部１３は、河川の水面までの距離長を測定して、河川の水位を測定する動作を制御する。例えば、制御部１３は、超音波センサ部１１を制御し、水面に対して超音波パルスを送波し、水面に反射した超音波パルスを超音波センサ部１１が受波し、送波時刻と受波時刻との遅延時間（送受波遅延値）に基づいて、超音波センサ部１１と水面との間の距離を測定する。
【００３４】
制御部１３はこの測定動作を、間欠的に行い、消費電力の低減を図る。例えば、制御部１３は、５〜１０分に１回の割合で測定を行うように超音波センサ部１１及び温度計１２の動作を制御する。
【００３５】
また、制御部１３は、上記同様に消費電力の低減を図るために無線通信部１４を間欠動作させる。
【００３６】
無線通信部１４は、制御部１３の制御を受けて、ソーラー無線中継装置２０又は他のソーラー無線超音波センサ装置１０との間で無線通信を行なうものである。無線通信部１４は、様々な無線通信技術を広く適用することができる。例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４に規定される、９２０ＭＨｚ帯の無線周波数を使用した無線通信技術を適用することができる。無線周波数は、特に限定されるものではなく、例えば２．４ＧＨｚ帯、４２９ＭＨｚ帯等を使用するようにしてもよい。９２０ＭＨｚ帯は、電波の到達性が良好であり、通信の伝送速度が比較的速いので好適である。
【００３７】
電源部１５は、ソーラー無線超音波センサ装置１０の各構成要素に電源供給するものであり、太陽電池１６、充放電制御部１７、及び二次電池１８を有する。従来、水位計を設置する場所で、水位計に電源を供給することは非常に難しく、水位計の近く（例えば１０ｍ〜２００ｍ程度離れた場所）に局舎を建て、水位計に電源を供給している。しかし、この実施形態では、ソーラー無線超音波センサ装置１０に自然エネルギー（太陽光エネルギー）を利用した電源部１５を搭載することにより、局舎から電源を供給する必要がなくなる。
【００３８】
太陽電池１６は、太陽光エネルギーを利用して発電する光電変換装置であり、直射日光を受けることができるように設置される。太陽電池１６として、例えば、シリコン太陽電池の他、種々様々な化合物を素材としたものが適用される。
【００３９】
充放電制御部１７は、二次電池１８への充電および二次電池の放電（ソーラー無線超音波センサ装置１０各部への給電）を制御するものである。
【００４０】
二次電池１８は、化学反応を用いて電気の蓄積、放出が可能な電池であり、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル・カドミウム蓄電池、鉛蓄電池などで構成される。
【００４１】
（Ａ−１−３）ソーラー無線中継装置２０の詳細な構成
図２は、実施形態に係るソーラー無線中継装置２０の機能的構成について示すブロック図である。図２において、ソーラー無線中継装置２０は、制御部２１、無線通信部１４、及び電源部１５を有する。図２における無線通信部１４及び電源部１５は、図１における無線通信部１４及び電源部１５と同様の機能を有するため、詳細な説明を省略する。
【００４２】
制御部２１は、ソーラー無線中継装置２０の各種動作を制御する処理部である。制御部２１のハードウェアは図示しないが、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等を有して構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに格納された処理プログラムを実行することにより、ソーラー無線中継装置２０の各種機能を実現する。
【００４３】
制御部２１は、消費電力の低減を図るために無線通信部１４を間欠動作させる。制御部２１は、ソーラー無線超音波センサ装置１０（又は他のソーラー無線中継装置２０）から送信されたデータを中継するために、無線通信部１４を制御する。
【００４４】
（Ａ−１−４）情報管理サーバー５０の詳細な構成
図３は、実施形態に係る情報管理サーバーの機能的構成について示すブロック図である。図３において、情報管理サーバー５０は、通信部５１、制御部５２、及びモニター５３を有する。
【００４５】
通信部５１は、上位ネットワークＭを介して、ＧＷ４０と接続するためのネットワークインタフェースである。
【００４６】
制御部５２は、情報管理サーバー５０の各種動作を制御する処理部である。制御部５２のハードウェアは図示しないが、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等を有して構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに格納された処理プログラムを実行することにより、情報管理サーバー５０の各種機能を実現する。
【００４７】
制御部５２は、各ソーラー無線超音波センサ装置１０から受信した測定データ（温度値、水位値）をモニター５３に表示する制御を行う。また、制御部５２は、例えば、水位値と所定の閾値とを比較して、閾値を上回る場合には河川の氾濫等に警戒を要するとして、管理者に警戒を要する情報（警戒情報）を併せてモニター５３に表示する。
【００４８】
また、制御部５２は、各装置（ソーラー無線超音波センサ装置１０及びソーラー無線中継装置２０）から受信した装置情報（太陽電池１６の発電量値、二次電池１８の電圧値等）もモニター５３に表示する。また、制御部５２は、例えば、二次電池１８の電圧値と所定の閾値とを比較して、電圧値が閾値を下回る場合には装置の故障が予想されるために、装置の故障情報を併せてモニター５３に表示する。さらに、制御部５２は、ソーラー無線超音波センサ装置１０の超音波センサ部１１等の動作条件を遠隔的に設定可能である。
【００４９】
また、制御部５２は、各装置の機能部の保守点検を行うため、図示しない入力手段から管理者の指示を受け付けて、各装置の機能を確認する制御を行う。例えば、制御部５２は、モニタリングしているソーラー無線超音波センサ装置１０の計測データに疑義が生じた場合には、超音波センサ部１１及び温度計１２を動作させて、最新の測定データを取得し、センサ機能が故障していないか確認を行う。同様に、制御部５２は、モニタリングしているソーラー無線超音波センサ装置１０から計測データが受信できなくなっている場合には、無線通信部１４を動作させて、無線受信レベルを測定し、無線通信機能が故障していないか確認を行う。
【００５０】
モニター５３は、制御部５２による制御に応じて情報を表示するためのデバイスであり、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等によって実現される。なお、モニター５３は、例えば、タッチパネルディスプレイで実現して、管理者からの指示を受け付ける入力機能を包含しても良い。
【００５１】
また、モニター５３はブザー音等の鳴動部を備え、制御部５２から警戒情報又は故障情報の通知を受けると表示と共に警告音を出力しても良い。
【００５２】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、実施形態に係る水位計無線モニタシステム１の処理動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５３】
（Ａ−２−１）ソーラー無線超音波センサ装置１０の動作
制御部１３は、超音波センサ部１１及び温度計１２を動作させて、送受波遅延値と温度計値（温度）の情報を取得し、取得した情報に基づき水位値を算出する。
【００５４】
この実施形態では、制御部１３は、超音波センサ部１１及び温度計１２を常時動作させるのでは無く間欠的に動作させる。これは、ソーラー無線超音波センサ装置１０の消費電力の低減を図るためである。
【００５５】
また、制御部１３は、超音波センサ部１１及び温度計１２の測定時間も制御する。測定時間は、例えば、消費電力と測定精度を考慮して適切な値が定められる。
【００５６】
一方、電源部１５の充放電制御部１７は、太陽電池１６から発電するエネルギーを二次電池１８に充電する。そして、充放電制御部１７は、二次電池１８から超音波センサ部１１、温度計１２、制御部１３、無線通信部１４に電源供給する。
【００５７】
また、充放電制御部１７は、太陽電池１６の発電量値及び二次電池１８の電圧値を収集して、制御部１３に取集した情報を送付する。
【００５８】
制御部１３は、太陽電池１６の発電量値、二次電池１８の電圧値、温度計１２の値、及び算出した水位値の情報を合わせて無線通信部１４に送付する。
【００５９】
無線通信部１４は、制御部１３から送付された情報を無線ネットワークＮ（無線親機３０）に送信する。なお、無線通信部１４は、超音波センサ部１１及び温度計１２と同様に間欠動作させる。無線通信部１４と超音波センサ部１１及び温度計１２の間欠動作の周期は同期が取れていることが望ましい。つまり、超音波センサ部１１及び温度計１２が動作して水位値を算出後、即座にアクティブな無線通信部１４が情報を送信するのが望ましい。
【００６０】
（Ａ−２−２）ソーラー無線中継装置２０の動作
この実施形態の水位計無線モニタシステム１では、ソーラー無線中継装置２０の設置方法に特徴が存在する。図５は、実施形態に係るソーラー無線超音波センサ装置及びソーラー無線中継装置の設置例を示す図である。図５において、ソーラー無線超音波センサ装置１０は、河川の水位を測定するために、橋の欄干等の構造物１００に設置される。一方、ソーラー無線超音波センサ装置１０は、街灯等の一定の高さを有する構造物２００に設置される。
【００６１】
無線通信装置は、無線の特性上、見晴らしの良い場所に設置される方が、電波が広範囲に飛ぶため通信距離を稼ぐことができる。
【００６２】
図５に示すように、ソーラー無線超音波センサ装置１０は、水位を測定するために、設置場所は限られる（地上付近に設置せざるを得ない）。そのため、ソーラー無線超音波センサ装置１０の通信距離は短い。これを補うため、ソーラー無線中継装置２０は、図５に示すように、街灯等の一定の高さを有する構造物２００に設置する。これにより、無線ネットワークＮ内で、無線通信距離を保つことが可能となり、スムーズに無線通信を行うことができる。
【００６３】
ソーラー無線中継装置２０は、ソーラー無線超音波センサ装置１０（又は他のソーラー無線中継装置２０）から送信されたデータを中継する。また、ソーラー無線中継装置２０は、自身の装置情報（例えば、太陽電池１６の発電量値、二次電池１８の電圧値等）を無線ネットワークＮに向けて送信する。
【００６４】
なお、無線ネットワークＮに向けて送信されたデータは、所定のルーティング方式に従い、他のソーラー無線中継装置２０（又はソーラー無線超音波センサ装置１０）に送信され、最終的に無線親機３０に送信される。
【００６５】
そして、無線親機３０で受信されたデータは、ＧＷ４０で通信プロトコルの変換がなされ、上位ネットワークＭを介して、情報管理サーバー５０に送信される。
【００６６】
（Ａ−２−３）情報管理サーバー５０の動作
情報管理サーバー５０は、ソーラー無線超音波センサ装置１０及びソーラー無線中継装置２０の情報を収集し、収集したデータから警報（河川の氾濫警報）、装置の故障情報をモニター５３に出力する。
【００６７】
具体的には、情報管理サーバー５０は、所定時間、水位値が閾値以上の場合には、河川の氾濫の警報をモニター５３に出力する。一方、情報管理サーバー５０は、所定時間、水位値が閾値未満の場合には、水位の欠測をモニター５３に出力する。
【００６８】
また、情報管理サーバー５０は、各装置（ソーラー無線超音波センサ装置１０及びソーラー無線中継装置２０）について、二次電池１８の電圧が各装置に適用される閾値以下になった場合、太陽電池１６の発電電流（発電量値）が設定日数、発電電流積算値を下回った場合には、各装置の故障情報を出力する。
【００６９】
管理者は、情報管理サーバー５０のモニター５３に出力された水位値（警報情報を含む）を監視することにより、各装置の保守を行うと共に、水位の遠隔監視を行うことができる。
【００７０】
（Ａ−２−４）情報管理サーバー５０の遠隔保守動作
図６は、実施形態に係る水位計無線モニタシステムの遠隔保守動作を示すシーケンス図（その１）である。図６では、情報管理サーバー５０は、ＧＷ４０及び無線親機３０を介して、各装置の超音波センサ部１１及び温度計１２に対して、測定を要求する。
【００７１】
無線親機３０は、情報管理サーバー５０からの測定要求を、ソーラー無線中継装置２０を介して、ソーラー無線超音波センサ装置１０に送信する（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。
【００７２】
ソーラー無線超音波センサ装置１０は、測定要求を受信すると、超音波センサ部１１を動作させて送受波遅延値を取得するとともに、温度計１２の温度値を取得する（Ｓ１０３）。
【００７３】
ソーラー無線超音波センサ装置１０は、測定結果（送受波遅延値及び温度値）をソーラー無線中継装置２０を介して、無線親機３０に送信する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。なお、ソーラー無線超音波センサ装置１０は、送受波遅延値及び温度値と共にレベル値を含めて送信しても良い。
【００７４】
無線親機３０で受信された測定結果は、ＧＷ４０で通信プロトコルの変換がなされ、上位ネットワークＭを介して、情報管理サーバー５０に送信される。
【００７５】
図７は、実施形態に係る水位計無線モニタシステムの遠隔保守動作を示すシーケンス図（その２）である。図７では、情報管理サーバー５０は、ＧＷ４０及び無線親機３０を介して、各装置の無線通信部１４に対して、無線受信レベルの測定を要求する。
【００７６】
無線親機３０は、情報管理サーバー５０からの測定要求を、ソーラー無線中継装置２０を介して、ソーラー無線超音波センサ装置１０に送信する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。
【００７７】
ソーラー無線超音波センサ装置１０は、測定要求を受信すると、周囲のソーラー無線中継装置２０に対して、例えば、疎通確認のためのパケットを送信する（Ｓ２０３）。
【００７８】
ソーラー無線中継装置２０は、ソーラー無線超音波センサ装置１０から送信されたパケットに対して返信を行う（Ｓ２０４）。
【００７９】
ソーラー無線超音波センサ装置１０（無線通信部１４）は、ソーラー無線中継装置２０からパケットを受信すると、例えば、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）値を測定する（Ｓ２０５）。
【００８０】
ソーラー無線超音波センサ装置１０は、測定結果（ＲＳＳＩ値）をソーラー無線中継装置２０を介して、無線親機３０に送信する（Ｓ２０６、Ｓ２０７）。
【００８１】
無線親機３０で受信された測定結果は、ＧＷ４０で通信プロトコルの変換がなされ、上位ネットワークＭを介して、情報管理サーバー５０に送信される。
【００８２】
（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、この実施形態では、以下の効果を奏する。
【００８３】
ソーラー無線超音波センサ装置１０（ソーラー無線中継装置２０）は、超音波センサ部１１及び温度計１２、並びに無線通信部１４に対して、間欠動作を適用することにより消費電力を抑えることができる。また、各装置が通信手段として無線通信、電源部として自然エネルギー（太陽電池１６及び二次電池１８）を活用することにより、装置の配線レス化、一体小型化が可能となった。これにより、各装置は、電源部及び通信部の配線工事が不要となり、装置のコスト低減及び設置時間の短縮を図ることができる。
【００８４】
また、上述のように、システム（水位計無線モニタシステム１）としては、情報管理サーバー５０で各装置の情報を一括で遠隔監視できるようになり、管理者が現場に出向いての定期点検、警戒時監視の必要が無くなった。つまり、作業員の作業効率、安全性の向上を見込むことができる。さらに、情報管理サーバー５０では、受信した情報（ＲＳＳＩ等）を基に、装置の故障情報等を遠隔監視できるようになり、メンテナンスの効率化、システムの安定性の向上が図れる。
【００８５】
また、ソーラー無線超音波センサ装置１０は河川の水位を監視するために、地上から近い位置に設置されるため無線通信距離が短くなる。これを補完するため、ソーラー無線中継装置２０を図５に示すように高位置に配置することにより、通信距離、安定性の向上が見込める。
【００８６】
（Ｂ）他の実施形態
上述した実施形態においても種々の変形実施形態を言及したが、本発明は、以下の変形実施形態にも適用できる。
【００８７】
（Ｂ−１）上述した実施形態では、河川の水位を計測する用途を例に挙げて、計測装置に本発明を適用する場合を例示した。
【００８８】
しかし、超音波水位計は、河川の水位の計測に限定されるものではない。液面等の観側面の位置を計測するものであれば、その用途は河川の水位に限定されるものではない。例えば、石油タンクに収納される石油の液面を計測するものであってもよい。また、観側面は液面に限定されるものではなく、積雪量を計測するものであってもよいし、土砂等の観測に利用されるものであってもよい。
【００８９】
（Ｂ−２）また、他にも例えば道路の冠水監視のために、本発明を適用しても良い。例えばカルバート橋の一部にソーラー無線超音波センサ装置１０を取り付けて水位の上昇を遠隔的に監視しても良い。
【符号の説明】
【００９０】
１…水位計無線モニタシステム、１０…ソーラー無線超音波センサ装置、１１…超音波センサ部、１２…温度計、１３…制御部、１４…無線通信部、１５…電源部、１６…太陽電池、１７…充放電制御部、１８…二次電池、２０…ソーラー無線中継装置、２１…制御部、３０…無線親機、４０…ＧＷ、５０…情報管理サーバー、５１…通信部、５２…制御部、５３…モニター、Ｍ…上位ネットワーク、Ｎ…無線ネットワーク。
【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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【図７】
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【図８】
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