(57)【要約】【課題】省電力化を図った無線方式の観測装置を提供する。【解決手段】本発明の第１の観測装置は、センサ、バッテリー、処理部、動作開始指示部、無線部を備え、動作開始指示部は、可変抵抗手段と検出手段とを有する。本発明の第２の観測装置は、センサ、バッテリー、所定の間隔で観測トリガを発生させるタイマ、処理部、動作開始指示部、無線部を備え、センサは可変抵抗手段を有し、動作開始指示部は検出手段を有する。本発明の観測装置は、どちらも処理部は観測対象情報を求めるときなどの処理が必要なときだけ消費電力の大きい観測モードになり、その他のときは消費電力の小さいスリープモードである。また、スリープモードから観測モードに変わるタイミングの検出では、可変抵抗手段の抵抗値が高い状態から低い状態に変化したことを検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測対象の値がより大きいときにより高い電圧を、前記観測対象の値を示す観測対象アナログ電圧として出力するセンサと、
バッテリーと、
前記バッテリーから給電され、消費電力が小さいスリープモードと消費電力が大きい観測モードの切り替えが可能であり、観測モードのときには前記観測対象アナログ電圧から前記観測対象の値を示す観測対象情報を求める処理部と、
前記処理部をスリープモードから観測モードに変更するタイミングを検出する動作開始指示部と、
前記バッテリーから給電され、観測モードの前記処理部からの指示に従って前記観測対象情報を送信する無線部と、
を備え、
前記動作開始指示部は、
第１観測対象電圧範囲と第２観測対象電圧範囲とを前記第１観測対象電圧範囲が前記第２観測対象電圧範囲よりも低い電圧の範囲、第１抵抗基準と第２抵抗基準とを前記第１抵抗基準が前記第２抵抗基準よりも高い抵抗値とし、前記観測対象アナログ電圧に対応する電圧が、前記第１観測対象電圧範囲のときには抵抗値が前記第１抵抗基準より高くなり、前記第２観測対象電圧範囲のときには抵抗値が前記第２抵抗基準より低くなる可変抵抗手段と、
前記可変抵抗手段の抵抗値が前記第２抵抗基準より低いときには、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧を前記処理部に出力する検出手段と、
を有し、
前記処理部は、
スリープモードのときは、前記所定の電圧の範囲内の観測指示電圧が入力されると、観測モードに変更し、
観測モードのときは、前記観測対象情報が示す観測対象の値が、前記所定の電圧の範囲内の観測指示電圧が入力されるときの観測対象情報が示す観測対象の値よりも小さい値であるあらかじめ定めた値になると、スリープモードに変更する
ことを特徴とする観測装置。
【請求項２】
請求項１記載の観測装置であって、
前記可変抵抗手段は、
前記観測対象アナログ電圧に対応する電圧が、前記第２観測対象電圧範囲か否かで状態が変化するリファレンス部と、
前記リファレンス部の状態に応じて抵抗値が変化する可変部と
を有し、
前記検出手段と前記可変部で前記バッテリーの電力を消費する回路を構成しており、前記抵抗値が高いときには前記バッテリーの消費電力が小さい
ことを特徴とする観測装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の観測装置であって、
前記処理部が行う観測対象情報を求める処理は、一定間隔ごとに行う処理の集合であり、
観測モードは、処理を行う状態である通常動作モードと、処理開始を待つ状態であるＤＯＺＥモードを含んでおり、
前記処理部は、
前記観測モードのときには、処理を行わないときはＤＯＺＥモードとなり、前記一定間隔ごとに通常動作モードに変更して観測対象情報を求める処理を行う
ことを特徴とする観測装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の観測装置であって、
さらに定期的に自己診断トリガを発生させるタイマも備え、
前記処理部は、
スリープモードのときに前記自己診断トリガが入力されると、観測モードに変更し、前記観測対象アナログ電圧から前記観測対象の値を示す観測対象情報を求め、前記無線部に前記観測対象情報を送信させる
ことを特徴とする観測装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の観測装置であって、
前記センサが、
風速に応じて交流電圧を発生させる発電部と、
前記交流電圧を整流する整流部と、
を備える風速センサである
ことを特徴とする観測装置。
【請求項６】
第１抵抗基準と第２抵抗基準とを前記第１抵抗基準が前記第２抵抗基準よりも高い抵抗値とし、可変抵抗手段を有し、前記可変抵抗手段の抵抗値を、通常は前記第１抵抗基準より高い抵抗値とし、観測対象の値がより大きいときに一時的に前記第２抵抗基準より低い抵抗値に切り替える頻度をより高くすることで、前記観測対象の値を示すセンサと、
バッテリーと、
所定の間隔で観測トリガを発生させるタイマと、
前記バッテリーから給電され、消費電力が小さいスリープモードと消費電力が大きい観測モードの切り替えが可能であり、前記頻度に応じた前記観測対象の値を示す観測対象情報を求める処理部と、
前記処理部をスリープモードから観測モードに変更するタイミングを検出する動作開始指示部と、
前記バッテリーから給電され、前記処理部からの指示に従って前記観測対象情報を送信する無線部と、
を備え、
前記動作開始指示部は、
前記可変抵抗手段の抵抗値が前記第２抵抗基準より低いときには、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧を前記処理部に出力する検出手段と、
を有し、
前記処理部は、
前記観測トリガが入力されると、スリープモードから観測モードに変更し、前記頻度を求め、前記頻度が所定の頻度以上の場合には前記無線部に観測対象情報を送信させ、スリープモードに戻り
前記所定の電圧の範囲内の観測指示電圧が入力されると、スリープモードから観測モードに変更し、前記第２抵抗基準より低い抵抗値への切り替えがあったことを記録し、前記頻度を求め、前記頻度が所定の頻度以上の場合には前記無線部に観測対象情報を送信させ、スリープモードに戻る
ことを特徴とする観測装置。
【請求項７】
請求項６記載の観測装置であって、
前記検出手段と前記可変抵抗手段で前記バッテリーの電力を消費する回路を構成しており、前記抵抗値が高いときには前記バッテリーの消費電力が小さい
ことを特徴とする観測装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の観測装置であって、
前記タイマは、さらに定期的に自己診断トリガも発生させ、
前記処理部は、
前記自己診断トリガが入力されると、スリープモードから観測モードに変更し、前記頻度を求め、前記無線部に観測対象情報を送信させ、スリープモードに戻る
ことを特徴とする観測装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれかに記載の観測装置であって、
前記センサが、
雨量を測定するための転倒マスを有し、
前記可変抵抗手段は、前記転倒マスが転倒していないときに開状態、前記転倒マスが転倒したときに閉状態となるスイッチである
ことを特徴とする観測装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかの観測装置と、
前記観測装置からの観測対象情報を受信する受信装置と、
前記受信装置から前記観測対象情報を受け取り、記録、表示する監視端末と、
を備える観測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全上の観点から遠隔地に長期間設置し、風速や雨量などを観測するための観測装置、観測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の線路沿いや道路脇などには、安全上の観点から気象状況を把握するための観測装置を設置している。そのような観測装置の設置場所には山中などの遠隔地も含まれるが、長期間の観測が求められるので、従来、観測装置と監視端末とは有線でつながれている。そして、観測装置と監視端末間の通信と観測装置への電力供給を、有線を用いて行っている。また、工事現場などに一時的に設置する観測装置としては、長期間の観測よりも容易に設置できることが大切であり、特許文献１などの無線を用いた技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１２９８７７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、有線を用いた従来技術の場合は有線の敷設も必要なため、遠隔地への観測装置の設置は容易ではなかった。また、特許文献１などの無線を用いた技術の場合は、バッテリーの充電や交換が必要になるという課題がある。より具体的に説明すると、観測装置の定期点検（例えば１年に１回）のときは作業者が観測装置の場所まで行くので、バッテリーを交換することは容易である。しかし、例えば１年間充電も交換も必要ないバッテリーにするには、非常に大きなバッテリーを用いる必要がある。また、小型のバッテリーにすると、定期点検以外のタイミングでもバッテリーの交換のために作業者が観測装置の場所まで行く必要があり、非効率である。
【０００５】
本発明の目的は、省電力化を図った無線方式の観測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観測装置は、センサ、バッテリー、処理部、動作開始指示部、無線部を備える。センサは、観測対象の値がより大きいときにより高い電圧を、観測対象の値を示す観測対象アナログ電圧として出力する。処理部は、バッテリーから給電される。また、処理部は、消費電力が小さいスリープモードと消費電力が大きい観測モードの切り替えが可能であり、観測モードのときには観測対象アナログ電圧から観測対象の値を示す観測対象情報を求める。動作開始指示部は、処理部をスリープモードから観測モードに変更するタイミングを検出する。無線部は、バッテリーから給電され、観測モードの処理部からの指示に従って観測対象情報を送信する。
【０００７】
動作開始指示部は、可変抵抗手段と検出手段とを有する。まず、第１観測対象電圧範囲と第２観測対象電圧範囲とを、第１観測対象電圧範囲が第２観測対象電圧範囲よりも低い電圧の範囲とする。また、第１抵抗基準と第２抵抗基準とを、第１抵抗基準が第２抵抗基準よりも高い抵抗値とする。観測対象アナログ電圧に対応する電圧が、第１観測対象電圧範囲のときには、可変抵抗手段は、抵抗値が第１抵抗基準より高くなり、第２観測対象電圧範囲のときには、可変抵抗手段は、抵抗値が第２抵抗基準より低くなる。検出手段は、可変抵抗手段の抵抗値が第２抵抗基準より低いときには、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧を処理部に出力する。処理部は、スリープモードのときは、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧が入力されると、観測モードに変更する。また、処理部は、観測モードのときは、前記観測対象情報が示す観測対象の値が、前記所定の電圧の範囲内の観測指示電圧が入力されるときの観測対象情報が示す観測対象の値よりも小さい値であるあらかじめ定めた値になると、スリープモードに変更する。
【０００８】
本発明の第２の観測装置は、センサ、バッテリー、所定の間隔で観測トリガを発生させるタイマ、処理部、動作開始指示部、無線部を備える。まず、第１抵抗基準と第２抵抗基準とを、第１抵抗基準が第２抵抗基準よりも高い抵抗値とする。センサは、可変抵抗手段を有し、可変抵抗手段の抵抗値を、通常は第１抵抗基準より高い抵抗値とし、観測対象の値がより大きいときに一時的に第２抵抗基準より低い抵抗値に切り替える頻度をより高くすることで、観測対象の値を示す。処理部は、バッテリーから給電される。また、処理部は、消費電力が小さいスリープモードと消費電力が大きい観測モードの切り替えが可能であり、前記頻度に応じた観測対象の値を示す観測対象情報を求める。動作開始指示部は、処理部をスリープモードから観測モードに変更するタイミングを検出する。無線部は、バッテリーから給電され、処理部からの指示に従って観測対象情報を送信する。
【０００９】
動作開始指示部は、可変抵抗手段の抵抗値が第２抵抗基準より低いときには、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧を処理部に出力する検出手段を有する。処理部は、観測トリガが入力されると、スリープモードから観測モードに変更し、前記頻度を求め、前記頻度が所定の頻度以上の場合には無線部に観測対象情報を送信させ、スリープモードに戻る。また、処理部は、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧が入力されると、スリープモードから観測モードに変更し、第２抵抗基準より低い抵抗値への切り替えがあったことを記録し、前記頻度を求め、前記頻度が所定の頻度以上の場合には無線部に観測対象情報を送信させ、スリープモードに戻る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の観測装置は、処理部は観測対象情報を求めるときなどの処理が必要なときだけ消費電力の大きい観測モードになり、その他のときは消費電力の小さいスリープモードである。また、スリープモードから観測モードに変わるタイミングの検出では、可変抵抗手段の抵抗値が高い状態から低い状態に変化したことを検出する。つまり、スリープモードを維持するときは可変抵抗手段の抵抗値が高い状態が続いているので、可変抵抗手段に流れる電流を小さくできる。また、安全上の観点から観測対象情報を送る必要がないときは、観測対象情報を送信しない。よって、省電力化できる。
【００１１】
さらに、本発明の第１の観測装置は、観測対象情報を送信する必要があるときだけ処理部を観測モードに変更し、安全上問題のないときは、処理部はスリープモードである（観測対象情報も求めない）。したがって、さらに省電力化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の観測システムの構成を示す図。
【図２】観測装置１００の機能構成例を示す図。
【図３】観測装置１００のセンサ１１０と動作開始指示部１４０の構成例を示す図。
【図４】整流部１１１２と処理用信号生成部１１２１の具体例を示す図。
【図５】リファレンス部１４１１、可変部１４１２、観測指示電圧生成部１４２１の具体例を示す図。
【図６】観測対象アナログ電圧に対応する電圧の時間変化と、処理部１３０の状態の変化の例を示す図。
【図７】図６のＡに示す部分を拡大し、一定間隔ごとに観測対象情報を求める場合のモードの変化の様子を示す図。
【図８】観測装置２００の機能構成例を示す図。
【図９】観測装置２００のセンサ２１０と動作開始指示部２４０の構成例を示す図。
【図１０】可変部２１２１、観測指示電圧生成部１４２１の具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１４】
＜観測システム１０＞
図１に本発明の観測システムの構成を示す。観測システム１０は、無線方式の観測装置１００、無線方式の観測装置２００、観測装置１００，２００の無線信号を受信できる受信装置３００、受信装置３００とネットワーク５００を介して接続された監視端末４００で構成されている。なお、図１の観測システム１０では、観測装置１００と観測装置２００が混在しているが、観測装置１００だけを含んでもよいし、観測装置２００だけを含んでもよい。無線方式としては、省電力かつ複数の観測装置１００，２００からのデータを１つの受信装置３００で受信できる方式を採用すればよい。
【００１５】
＜観測装置１００＞
図２に観測装置１００の機能構成例を、図３に観測装置１００のセンサ１１０と動作開始指示部１４０の構成例を示す。観測装置１００は、センサ１１０、バッテリー１２０、処理部１３０、動作開始指示部１４０、無線部１５０を備える。
【００１６】
センサ１１０は、観測対象の値がより大きいときにより高い電圧を、観測対象の値を示す観測対象アナログ電圧として出力する。具体的には、風速を測定する風速センサがあるが、これに限定するものではない。センサ１１０は、センシング手段１１１と信号生成手段１１２を備えればよい。センシング手段１１１は、例えば、観測対象の状態に応じて交流電圧を発生する発電部１１１１（例えば、風速に応じて回転数が変化する風杯と交流発電機）と、交流電流を直流電流に変換する整流部１１１２から構成される。信号生成手段１１２は、処理用信号生成部１１２１を有し、センシング手段１１１が正確に動作するために必要な適切な負荷を与えるとともに、観測対象の値を示す観測対象アナログ電圧を出力する。
【００１７】
図４に、整流部１１１２と処理用信号生成部１１２１の具体例を示す。整流部１１１２はダイオード１１１３のブリッジ回路により構成すればよい。処理用信号生成部１１２１は、３つの抵抗１１２３，１１２４，１１２５を用いて、発電部１１１１に流れる電流が過大にならないように調整するとともに、整流部１１１２から出力される電圧を、処理部１３０に入力するために適切な電圧である観測対象アナログ電圧に変換している。
【００１８】
バッテリー１２０は、蓄電手段１２１と電圧変換手段１２２を備える。電圧変換手段１２２は、蓄電手段１２１の電圧（例えば、１２Ｖ）を、処理部１３０や無線部１５０の給電電圧（例えば、３．３Ｖや５Ｖ）に変換する。図２中の一点鎖線は、バッテリー１２０からの電力供給の様子を示している。バッテリー１２０の交換とは、バッテリー１２０全体の交換でもよいし、蓄電手段１２１のみの交換でもよい。
【００１９】
処理部１３０は、バッテリー１２０からの給電によって動作する。また、処理部１３０は、観測対象アナログ電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換機能を有している。処理部１３０は、消費電力が小さいスリープモードと消費電力が大きい観測モードの切り替えが可能であり、観測モードのときには観測対象アナログ電圧から観測対象情報（例えば、風速を示す情報）を求める。
【００２０】
動作開始指示部１４０の説明の前に、まず、第１観測対象電圧範囲、第２観測対象電圧範囲、第１抵抗基準、第２抵抗基準について説明する。第１観測対象電圧範囲と第２観測対象電圧範囲とを、第１観測対象電圧範囲が第２観測対象電圧範囲よりも低い電圧の範囲とする。例えば、第１観測対象電圧範囲は、鉄道などの運行に明らかに問題のない範囲に定めればよく、例えば第１しきい値を決め、第１しきい値以下を第１観測対象電圧範囲とすればよい。第２観測対象電圧範囲は、継続的に監視しておくべき範囲に定めればよく、例えば第１しきい値よりも大きい値である第２しきい値を決め、第２しきい値以上を第２観測対象電圧範囲とすればよい。なお、具体的な値は、観測対象の値（例えば、風速）と観測対象アナログ電圧に対応する電圧との対応関係から決めればよい。また、第１抵抗基準と第２抵抗基準とを、第１抵抗基準が第２抵抗基準よりも高い抵抗値とする。第１抵抗基準は、定期点検の間隔よりも十分長くバッテリー１２０を交換する必要がない程度の電流しか流さない抵抗値であればよい。第２抵抗基準は、第１抵抗基準よりも高い抵抗値からの変化を検出できる程度に第１抵抗基準よりも低ければよい。
【００２１】
動作開始指示部１４０は、処理部１３０をスリープモードから観測モードに変更するタイミングを検出する。動作開始指示部１４０は、可変抵抗手段１４１と検出手段１４２とを有する。可変抵抗手段１４１は、リファレンス部１４１１と可変部１４１２を有する。リファレンス部１４１１は、観測対象アナログ電圧に対応する電圧が、第２観測対象電圧範囲か否かで状態が変化する。可変部１４１２は、リファレンス部１４１１の状態に応じて抵抗値が変化する。可変抵抗手段１４１の抵抗値とは、可変部１４１２の抵抗値である。そして、観測対象アナログ電圧に対応する電圧が、第１観測対象電圧範囲のときには抵抗値が第１抵抗基準より高くなり、第２観測対象電圧範囲のときには抵抗値が第２抵抗基準より低くなる。「観測対象アナログ電圧」とは、観測対象アナログ電圧そのものでもよいし、観測対象アナログ電圧と一定の関係を有する電圧でもよい。例えば、図４の場合、抵抗１１２３と抵抗１１２４との間の電圧が、「観測対象アナログ電圧」であり、処理部１３０に入力される。そして、「観測対象アナログ電圧に対応する電圧」は、整流部１１１２の出力の電圧（抵抗１１２３の抵抗１１２４の反対側の電圧）である。検出手段１４２は、観測指示電圧生成部１４２１を有し、可変抵抗手段１４１の抵抗値が第２抵抗基準より低いときには、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧を処理部１３０に出力する。「所定の電圧の範囲」とは、検出手段１４２の回路設計に合わせて適宜定めればよい。
【００２２】
図５にリファレンス部１４１１、可変部１４１２、観測指示電圧生成部１４２１の具体例を示す。リファレンス部１４１１は、リファレンスダイオード１４１３、抵抗１４１４、１４１５で構成される。リファレンスダイオード１４１３は、定められた電圧よりも低い電圧が印加されたときには高い抵抗値であり、定められた抵抗以上の電圧が印加されると低い抵抗値に変化する性質を有している。そこで、リファレンスダイオード１４１３の抵抗値が変化する電圧を、観測対象アナログ電圧に対応する電圧が第２観測対象電圧範囲に入る電圧に設定すればよい。可変部１４１２と観測指示電圧生成部１４２１は、例えば次のように構成する。可変部１４１２はトランジスタ１４１６で構成し、観測指示電圧生成部１４２１は、トランジスタ１４１６のコレクタ−エミッタと直列に抵抗１４２２を接続し、バッテリー１２０の電源（＋Ｖ）に接続するように構成する。そして、リファレンス部１４１１の抵抗１４１５の一端を、トランジスタ１４１６のベースに接続する。このように接続すると、リファレンスダイオード１４１３の抵抗値が高いときは、トランジスタ１４１６のベース電圧は低いので、トランジスタ１４１６はＯＦＦの状態（エミッタ−コレクタ間の抵抗が高い状態）であり、コレクタの電圧はＨｉｇｈである。そして、リファレンスダイオード１４１３の抵抗値が低くなると、ベース電圧が高くなるので、トランジスタ１４１６はＯＮの状態（エミッタ−コレクタ間の抵抗が低い状態）になり、コレクタの電圧はＬｏｗになる。この例の場合は、コレクタの電圧がＬｏｗと判断される電圧の範囲を、可変抵抗手段１４１の抵抗値が第２抵抗基準より低いときに観測指示電圧がとる「所定の電圧の範囲」とすればよい。なお、図５では、抵抗１４２２をトランジスタ１４１６のコレクタ側に接続したが、エミッタ側に接続し、エミッタの電圧を観測指示電圧としてもよい。この場合は、Ｈｉｇｈと判断される電圧の範囲を「所定の電圧の範囲」とすればよい。
【００２３】
無線部１５０は、バッテリー１２０からの給電によって動作し、観測モードの処理部１３０からの指示に従って観測対象情報を送信する。無線部１５０は、無線信号生成手段１５１とアンテナ１５２を備える。無線信号生成手段１５１は、処理部１３０から出力された観測対象情報などを無線用の信号に変換する。なお、観測装置１００は、一方的に信号を送信するだけで、信号を受信することは前提としていない。したがって、処理部１３０がスリープモードのときには、バッテリー１２０からの給電を切ってもよい。
【００２４】
図６に観測対象アナログ電圧に対応する電圧の時間変化と、処理部１３０の状態の変化の例を示す。処理部１３０は、スリープモードのときは、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧が入力されると、観測モードに変更する。また、観測モードのときは、処理部１３０は観測対象情報が示す観測対象の値（例えば、風速）を求めているので、観測対象情報からスリープモードに戻るタイミングを決めればよい。そして、このタイミングは、検出手段１４２が所定の電圧の範囲内の観測指示電圧を出力するときの観測対象情報が示す観測対象の値よりも小さい値であるあらかじめ定めた値になったときにすればよい。「あらかじめ定めた値」は、頻繁には観測モードには戻らない程度の値にすればよい。つまり、スリープモードから観測モードに変わる観測対象の値と、観測モードからスリープモードに変わる観測対象の値とを適切に離しておけば、頻繁なモードの変更を避けることができる。図６の例では、「あらかじめ定めた値」を、観測対象アナログ電圧に対応する電圧が第１観測対象電圧範囲になる観測対象の値としている。なお、観測装置１００から観測対象情報が送信されると、受信装置３００が受信し、監視端末４００に送られる。監視端末４００では、観測対象情報が示す観測対象の値が注意レベルか警報レベルかなどを判断し、出力すればよい。
【００２５】
また、処理部１３０が行う観測対象情報を求める処理は、一定間隔ごとに行う処理の集合でもよい。例えば、観測対象アナログ電圧を０．５秒間隔で測定し、いくつかの測定結果から観測対象情報を求める処理であってもよい。このときは、観測モードでは、処理を行う状態である通常動作モードと、処理開始を待つ状態であるＤＯＺＥモードを選択できるようにする（つまり、観測モードとは、通常動作モードとＤＯＺＥモードを含むモードである）。そして、処理部１３０は、観測モードのときには、処理を行わないときはＤＯＺＥモードとなり、一定間隔ごとに通常動作モードに変更して観測対象情報を求める処理を行う。図７に、図６のＡに示す部分を拡大し、一定間隔ごとに観測対象情報を求める場合のモードの変化の様子を示す。図７の上のラインは、処理部１３０がスリープモードか観測モードかを示しており、図６のＡに示す部分と同じである。図７の真ん中のラインは、処理部１３０の処理の内容を示しており、太い実線の部分は初期設定、測定、観測対象情報算出・送信などの意味のある処理を行う時間を示し、細い点線の部分は待機しているだけの時間を示している。図７の下のラインは、処理部１３０の詳細なモードを示しており、観測モードのときに、通常動作モードなのかＤＯＺＥモードなのかを示している。図７に示すように、処理部１３０は、スリープモードから観測モードに変更すると、初期設定を行った上で、一定間隔ごとに観測対象アナログ電圧の測定を行う、そして、いくつかの測定値から観測対象情報を算出し、無線部１５０を用いて送信する。このような処理の場合に、測定していない間をＤＯＺＥモードにすることで、省電力化が図れる。
【００２６】
観測装置１００は、定期的に自己診断トリガを発生させるタイマ１６０も備えてもよい。このときは、処理部１３０は、スリープモードのときに自己診断トリガが入力されると、観測モードに変更し、観測対象アナログ電圧から観測対象の値を示す観測対象情報を求め、無線部１５０に観測対象情報を送信させる。また、観測装置１００の状態を示す他の情報も送ってもよい。なお、観測モードのときに自己診断トリガを受け取った場合は、無視してもよいし、観測装置１００の状態を示す観測対象情報以外の情報を送ってもよい。観測装置１００の場合、観測装置１００から受信装置３００への一方向の通信である。したがって、定期的に観測装置１００が故障していないことを通知する方が望ましい。このように、タイマ１６０を備え、定期的に自己診断結果として少なくとも観測対象情報を受信装置３００に送れば、動作していることを確認できる。なお、「定期的」とは、例えば１時間ごとなどである。
【００２７】
観測装置１００は、処理部１３０は観測対象情報を求めるときなどの処理が必要なときだけ消費電力の大きい観測モードになり、その他のときは消費電力の小さいスリープモードである。また、スリープモードから観測モードに変わるタイミングの検出では、可変抵抗手段１４１の抵抗値が高い状態から低い状態に変化したことを検出する。つまり、スリープモードを維持するときは可変抵抗手段１４１の抵抗値が高い状態が続いているので、可変抵抗手段１４１に流れる電流を小さくできる。また、観測装置１００は、観測対象情報を送信する必要があるときだけ処理部１３０を観測モードに変更し、安全上問題のないときは、処理部１３０はスリープモードである（観測対象情報も求めない）。さらに、スリープモードのときは無線部１５０からの送信も行わない。したがって、省電力化できる。
【００２８】
例えば、観測装置１００であれば、通常動作モードでは数ｍＡ、ＤＯＺＥモードでは通常動作モードの半分程度の電流、スリープモードでは数十μＡのような設定も可能である。この場合、バッテリー１２０の電圧を１０Ｖ程度とすると、通常動作モードでは数十ｍＷ、ＤＯＺＥモードでは通常動作モードの半分程度の電力、スリープモードでは数百μＷの電力を消費することになる。現実には、安全上や鉄道の運行上の問題などから風速を監視しなければならない期間は、全体の期間（定期点検の間隔）の数％程度であり、残りの期間は風速を監視する必要はない。そうすると、例えば平均的には１ｍＷ程度の消費電力にできる。その場合、１日の消費電力は２４ｍＷｈであり、１年間では８．７６Ｗｈとなる。このような条件であれば、定期点検を１年に１回行うのであれば、バッテリー１２０を、１０Ｗｈ程度にできるので小型にできる。
【００２９】
＜観測装置２００＞
図８に観測装置２００の機能構成例を、図９に観測装置２００のセンサ２１０と動作開始指示部２４０の構成例を示す。観測装置２００は、センサ２１０、バッテリー１２０、所定の間隔で観測トリガを発生させるタイマ２６０、処理部２３０、動作開始指示部２４０、無線部１５０を備える。バッテリー１２０と無線部１５０は、観測装置１００と同じである。まず、第１抵抗基準と第２抵抗基準について説明する。観測装置１００の場合と同じように、第１抵抗基準と第２抵抗基準とを、第１抵抗基準が第２抵抗基準よりも高い抵抗値とする。第１抵抗基準は、定期点検の間隔よりも十分長くバッテリー１２０を交換する必要がない程度の電流しか流さない抵抗値であればよい。第２抵抗基準は、第１抵抗基準よりも高い抵抗値からの変化を検出できる程度に第１抵抗基準よりも低ければよい。
【００３０】
センサ２１０は、機構部２１１と可変抵抗手段２１２を有し、可変抵抗手段２１２は可変部２１２１を有する。センサ２１０は、可変抵抗手段２１２の抵抗値を、通常は第１抵抗基準より高い抵抗値とする。そして、機構部２１１が、観測対象の値がより大きいときに可変抵抗手段２１２の抵抗値を、一時的に第２抵抗基準より低い抵抗値に切り替える頻度をより高くすることで、観測対象の値を示す。具体的には、雨量を測定する雨量計があるが、これに限定するものではない。例えば、雨量計の場合、機構部２１１が転倒マスであり、可変部２１２１が、転倒マスが転倒していないときに開状態、転倒マスが転倒したときに閉状態となるスイッチである。
【００３１】
処理部２３０は、バッテリー１２０からの給電によって動作する。また、処理部は２３０、消費電力が小さいスリープモードと消費電力が大きい観測モードの切り替えが可能であり、一時的に第２抵抗基準より低い抵抗値に切り替える頻度に応じた観測対象の値を示す観測対象情報（例えば、雨量を示す情報）を求める。
【００３２】
動作開始指示部２４０は、処理部２３０をスリープモードから観測モードに変更するタイミングを検出する。動作開始指示部２４０は、検出手段１４２を有する。検出手段１４２は、観測指示電圧生成部１４２１を有し、可変抵抗手段２１２の抵抗値が第２抵抗基準より低いときには、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧を処理部２３０に出力する。「所定の電圧の範囲」とは、検出手段１４２の回路設計に合わせて適宜定めればよい。
【００３３】
図１０に可変部２１２１、観測指示電圧生成部１４２１の具体例を示す。例えば、可変部２１２１は機構部２１１によって開閉されるスイッチとし、通常は開の状態とする。観測指示電圧生成部１４２１は、スイッチと直列に抵抗１４２２を接続し、バッテリー１２０の電源（＋Ｖ）に接続するように構成する。このように構成すると、スイッチが開のときはスイッチの電源側の電圧はＨｉｇｈであり、スイッチが閉のときはスイッチの電源側の電圧はＬｏｗになる。この例の場合は、スイッチの電源側の電圧がＬｏｗと判断される範囲を、可変抵抗手段２１２の抵抗値が第２抵抗基準より低いときに観測指示電圧がとる「所定の電圧の範囲」とすればよい。なお、図１０では、抵抗１４２２をスイッチの電源側に接続したが、接地側に接続し、接地側の電圧を観測指示電圧としてもよい。この場合は、Ｈｉｇｈと判断される電圧の範囲を「所定の電圧の範囲」とすればよい。
【００３４】
処理部２３０は、観測トリガが入力されると、スリープモードから観測モードに変更し、可変抵抗手段２１２の抵抗値を一時的に第２抵抗基準より低い抵抗値に切り替える頻度を求め、その頻度が所定の頻度以上の場合には無線部１５０に観測対象情報を送信させ、スリープモードに戻る。処理部２３０は、所定の電圧の範囲内の観測指示電圧が入力されると、スリープモードから観測モードに変更し、第２抵抗基準より低い抵抗値への切り替えがあったことを記録し、可変抵抗手段２１２の抵抗値を一時的に第２抵抗基準より低い抵抗値に切り替える頻度を求め、その頻度が所定の頻度以上の場合には無線部に観測対象情報を送信させ、スリープモードに戻る。
【００３５】
頻度とは、例えば測定時より前１時間に一時的に第２抵抗基準より低い抵抗値に切り替えた回数で示すことができる。そして、タイマ２６０が発生する、観測トリガの間隔（上記の「所定の間隔」）を例えば１５秒とし、１５秒単位で前１時間の回数を更新していけばよい。
【００３６】
観測装置２００では、処理部２３０は観測対象情報を求めるときなどの処理が必要なときだけ消費電力の大きい観測モードになり、その他のときは消費電力の小さいスリープモードである。また、スリープモードから観測モードに変わるタイミングの検出では、可変抵抗手段２１２の抵抗値が高い状態から低い状態に変化したことを検出する。つまり、スリープモードを維持するときは可変抵抗手段２１２の抵抗値が高い状態が続いているので、可変抵抗手段２１２に流れる電流を小さくできる。また、安全上の観点から観測対象情報を送る必要がないときは、観測対象情報を送信しない。よって、省電力化できる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  観測システム                    １００，２００  観測装置
１１０，２１０  センサ                １１１  センシング手段
１１２  信号生成手段                  １２０  バッテリー
１２１  蓄電手段                      １２２  電圧変換手段
１３０、２３０  処理部                １４０，２４０  動作開始指示部
１４１，２１２  可変抵抗手段          １４２  検出手段
１５０  無線部                        １５１  無線信号生成手段
１５２  アンテナ                      １６０，２６０  タイマ
２１１  機構部                        ３００  受信装置
４００  監視端末                      ５００  ネットワーク
１１１１  発電部                      １１１２  整流部
１１１３  ダイオード                  １１２１  処理用信号生成部
１１２３，１１２４，１１２５、１４１４，１４１５，１４２２  抵抗
１４１１  リファレンス部              １４１２，２１２１  可変部
１４１３  リファレンスダイオード      １４１６  トランジスタ
１４２１  観測指示電圧生成部
【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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【図９】
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【図１０】
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