(57)【要約】  既存のマンホール蓋にその場で簡単な作業で設置できるとともに、バッテリー交換なしで、半永久的にメンテナンスフリーで使用できるマンホールデータ収集処理システムを構成するセンサモジュールが開示され、センサモジュールは、計測部と、電源部と、通信部と、を有し、マンホール蓋に設置され、電源部は、マンホール蓋に熱的に接続される第１伝熱部とマンホール内の放熱部に熱的に接続される第２伝熱部との温度差で発電する熱電発電モジュールを含み、熱電発電モジュールで発電した電力で計測部および通信部を駆動し、計測部の測定データを、通信部を介して外部に送信する。
2016024352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測部と、電源部と、通信部と、を備え、
マンホール蓋に設置され、
前記電源部は、前記マンホール蓋に熱的に接続される第１伝熱部とマンホール内の放熱部に熱的に接続される第２伝熱部との温度差で発電する熱電発電モジュールを含み、
前記熱電発電モジュールで発電した電力で前記計測部および前記通信部を駆動し、前記計測部の測定データを、前記通信部を介して外部に送信することを特徴とするセンサモジュール。
【請求項２】
前記第１伝熱部に形成され、当該センサモジュールを前記マンホール蓋のネジ孔にネジ止めするためのボルト部を備える請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項３】
前記本体部の前記第２伝熱部を含む少なくとも一部は、前記ネジ孔を通して、マンホール外からマンホール内に挿入可能な形状を有する請求項２に記載のセンサモジュール。
【請求項４】
前記第２伝熱部は、前記ネジ孔を通過させる形状に変形され、前記ネジ孔を通過後に伸張した状態になるフィンを含む請求項３に記載のセンサモジュール。
【請求項５】
前記計測部は、少なくとも、温度、湿度、ガス濃度、水位、下水流量、振動の何れかを検出する請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項６】
前記計測部は、少なくとも、温度センサ、湿度センサ、ガス濃度センサ、水位センサ、下水流量センサ、振動センサの何れかを、前記ネジ孔を通して、マンホール外からマンホール内に挿入可能な形で備える請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項７】
前記計測部は、少なくとも、前記マンホール内に配置された温度センサ、湿度センサ、ガス濃度センサ、水位センサ、下水流量センサ、振動センサの何れかから、検出信号を受ける請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項８】
前記計測部の検出信号を処理し、前記検出信号のデータを前記通信部から送信する処理を行う電子回路をさらに備える請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項９】
前記通信部は、前記ネジ孔の上部に位置するアンテナと、前記アンテナと前記電子回路間に設けられた信号線と、を有する請求項８に記載のセンサモジュール。
【請求項１０】
前記通信部は、前記ネジ孔の上部に位置する外部端子と、前記外部端子と前記電子回路間に設けられた信号線と、を有する請求項８に記載のセンサモジュール。
【請求項１１】
マンホール蓋の貫通孔に、前記マンホール蓋の表面からネジ切り加工してネジ孔を形成し、
温度差で発電する熱電発電モジュールおよび通信部を有するセンサモジュールのネジ部を、前記ネジ孔にネジ止めして固定することを特徴とするセンサモジュールの固定方法。
【請求項１２】
複数のマンホール蓋に設置され、前記マンホール蓋に熱的に接続される第１伝熱部とマンホール内の放熱部に熱的に接続される第２伝熱部との温度差で発電する熱電発電モジュールおよび無線通信部を有する複数のセンサモジュールと、
前記複数のセンサモジュールのデータを収集して処理するサーバと、
前記複数のセンサモジュールの前記無線通信部を、前記サーバに通信可能に接続する無線通信ネットワークと、を備えることを特徴とするマンホール情報収集処理システム。
【請求項１３】
各センサモジュールは、前記第１伝熱部に形成され、前記センサモジュールを前記マンホール蓋のネジ孔にネジ止めするためのボルト部を備える請求項１２記載のマンホールデータ収集処理システム。
【請求項１４】
複数のマンホール蓋に設置され、前記マンホール蓋に熱的に接続される第１伝熱部とマンホール内の放熱部に熱的に接続される第２伝熱部との温度差で発電する熱電発電モジュールおよび通信部を有する複数のセンサモジュールの計測データを収集するマンホール情報収集方法であって、
通信機能を有する携帯型端末を、前記複数のセンサモジュールの前記通信部に接続し、
前記携帯型端末で、前記複数のセンサモジュールの計測データを読み取って記憶し、
前記携帯型端末に記憶した前記複数のセンサモジュールの計測データを、サーバに送信することを特徴とするマンホール情報収集処理方法。
【請求項１５】
前記センサモジュールの前記通信部は、無線通信部であり、
前記携帯型端末は、前記センサモジュールの前記通信部から無線通信により計測データを収集する請求項１４に記載のマンホール情報収集処理方法。
【請求項１６】
前記センサモジュールの前記通信部は、外部通信端子を有し、
前記携帯型端末の通信端子を、前記センサモジュールの前記通信部の前記外部通信端子に接続して計測データを収集する請求項１４に記載のマンホール情報収集処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンホール蓋に設置するセンサモジュール、その固定方法、マンホール情報収集処理システムおよびマンホール情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部などには上下水道、ガス、電力、通信のネットワークが張り巡らされており、そのメンテナンス等のためにマンホールが設けられる。地上からマンホール内の状況を把握することは難しく、マンホール内の状況を把握するには作業員がマンホール蓋を開けて内部の状況を知る必要があった。そのため、マンホール内の状況を把握する作業は、多大の費用を有する作業であり、常時行うことは難しかった。【０００３】
例えば、合流式もしくは雨水の下水道ネットワークは、降雨時に道路から流れ込む雨水を速やかに処理場に導き、道路の冠水等を防止する役割を担うが、短時間に処理可能な量以上の大量の降雨があった場合には、道路の冠水や出水などの被害が発生する。近年、ゲリラ豪雨が多発しており、これに対する対策が益々重要になってきている。このような場合、まず大量の雨水が雨水ますやマンホールから管路に流れ込み、管路及びマンホールの水位が上昇し、最終的にはマンホール蓋から水が溢れることになる。これまで、降雨量などから出水の可能性や出水の程度を予測して地域に注意報や警報を出していた。しかし、状況を正確に把握するには、実際のマンホール内の状況も把握することが望ましい。しかし、このような状況ではマンホールには大量の水が流れており、作業員がマンホールを開けて内部の状況を確認することは、人員や安全面の関係から難しく、マンホール内の状況を把握することは行われていなかった。【０００４】
そこで、マンホール内に各種センサを配置して、その情報を収集することが提案されている。しかし、マンホール内の状況を把握するには、多数のセンサを配置し、それらの検出データを収集する必要がある。多数のセンサを配置するのに多額の費用を要する上、配置した多数のセンサからそれらから検出データを収集するセンサシステムの構築および維持にも多額の費用を要する。【０００５】
そこで、マンホール蓋にアンテナを含む無線通信装置を有する計測装置（センサモジュール）を設け、無線通信によりセンサモジュールの検出データを収集することが提案されている。【０００６】
一般に、合流式もしくは雨水用のマンホール蓋には、マンホール内に水が溢れた時に、溢れた水を道路上に逃がすための穴を有する。特許文献１は、この穴に設置可能なまたはマンホール蓋の穴の周囲に簡単な加工を施すのみで設置可能な無線通信装置を有するセンサモジュールを開示している。センサモジュールが検出動作を行い、検出データを無線通信で送信するには、電源が必要であるが、特許文献１は、センサモジュールの電源については何ら開示していない。【０００７】
特許文献２は、マンホール蓋に設置し、下水管内の空間を利用して無線通信を行うセンサモジュールを開示している。特許文献２は、バッテリーと風力発電装置または太陽光発電装置との組からなるセンサモジュールの電源を開示している。しかし、特許文献２は、センサモジュールのマンホール蓋への設置構造、下水管の位置に配置される無線通信装置のマンホール蓋までの取り付け構造については開示していない。【０００８】
特許文献２に開示されたセンサモジュールは、バッテリーを搭載するが、寿命があるため、その交換が大きな問題である。通常、マンホールは数年間も開けることは無く、バッテリー交換は大きな負担となる。そこで、特許文献２では、太陽光発電や風力発電を利用することを記載している。しかし、マンホールは滑り止めのため表面はデコボコ形状であり、太陽電池の設置が難しい上、すぐ汚れるので太陽光発電は、実際上は有効といえない。さらに、一般に、マンホール蓋から下水管上部の位置までかなりの距離がある。そのため、実際には、無線通信装置および風力発電装置を下水管上部に配置し、マンホール蓋に残りの部分を配置し、それらの間を接続する必要がある。しかし、特許文献１は、この部分の接続構造およびセンサモジュールのマンホール蓋への取り付け構造を開示していない。実際に、このような接続構造を実現する場合、センサモジュールが大型化すると考えられる。そのため、特許文献２のセンサモジュールを、特許文献１に記載されたようなマンホール蓋の既存の穴を利用して設置するのは難しいと考えられる。【０００９】
さらに、風力発電装置は、回転系を有する機械的機構を要するが、下水道のようなマンホール内は硫化水素などの腐食性ガス濃度が高い劣悪環境であり、回転系を有する機械装置を長時間動作状態に維持するのは難しい。【００１０】
以上の通り、マンホール内の状況を把握して有効な対策を施すには、マンホールに多数のセンサモジュールを配置してデータを収集する必要がある。そのため、センサモジュールは、設置が容易で、メンテナンスコストが低いことが求められる。センサモジュールには電源供給が必要であるが、上記のような理由で、センサモジュールに電源を供給する配線を設けるのは難しく、センサモジュールにバッテリーを配置することになるが、バッテリー交換などのメンテナンスが不要で長時間使用できることが望ましい。【００１１】
上記のように、取り付けが容易で、バッテリー交換などのメンテナンスが長時間不要であるセンサシステムは、実現されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１０９５５６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２８７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
実施形態によれば、既存のマンホール蓋にその場で簡単な作業で設置できるとともに、バッテリー交換なしで、半永久的にメンテナンスフリーで使用できるセンサシステムが提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の態様のセンサモジュールは、計測部と、電源部と、通信部と、を有し、マンホール蓋に設置される。電源部は、マンホール蓋に熱的に接続される第１伝熱部とマンホール内の放熱部に熱的に接続される第２伝熱部との温度差で発電する熱電発電モジュールを含む。センサモジュールは、熱電発電モジュールで発電した電力で計測部および通信部を駆動し、計測部の測定データを、通信部を介して外部に送信する。【００１５】
第２の態様のマンホール情報収集処理システムは、複数のマンホール蓋に設置される複数のセンサモジュールと、複数のセンサモジュールのデータを収集して処理するサーバと、無線通信ネットワークと、を有する。各センサモジュールは、マンホール蓋に熱的に接続される第１伝熱部とマンホール内の放熱部に熱的に接続される第２伝熱部との温度差で発電する熱電発電モジュールおよび無線通信部を有する。無線通信ネットワークは、複数のセンサモジュールと複数のセンサモジュールの無線通信部を、サーバに通信可能に接続する。
【発明の効果】
【００１６】
実施形態によれば、既存のマンホール蓋にその場で簡単な作業で設置できるとともに、バッテリー交換なしで、半永久的にメンテナンスフリーで使用できるセンサモジュールが実現される。【００１７】
さらに、このセンサモジュールを利用すれば、簡単な作業でマンホールデータ収集処理システムを構築することができ、構築したマンホールデータ収集処理システムは、センサモジュールのバッテリー交換なしで、半永久的にメンテナンスフリーで使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、第１実施形態のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付けた状態を示す図であり、（Ａ）が断面図を、（Ｂ）が下側から見た図を示す。
【図２】図２は、放熱部の２つの状態を示す図であり、（Ａ）が放熱部の放熱フィンを放熱部軸に巻きつけた状態を、（Ｂ）は自由状態の伸張した状態を示す。
【図３】図３は、電子回路を含むセンサモジュールの機能構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、第１実施形態のセンサモジュールを使用したマンホール情報を収集するシステムの概略構成図である。
【図５】図５は、センサモジュールとサーバの間の通信形態の例を示す図である。
【図６】図６は、第２実施形態のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付ける途中の状態を示す図であり、（Ａ）が断面図を、（Ｂ）が下側から見た図を示す。
【図７】図７は、第２実施形態のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付けた状態を示す図であり、（Ａ）が断面図を、（Ｂ）が下側から見た図を示す。
【図８】図８は、第３実施形態のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付けた状態を示す図であり、（Ａ）が断面図を、（Ｂ）が下側から見た図を示す。
【図９】図９は、第３実施形態における水位センサのマンホール内の配置例を示す図である。
【図１０】図１０は、センサモジュールの変形例を示す図であり、変形例のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付けた状態の断面図である。
【図１１】図１１は、磁気スイッチ（ＡＭＲセンサ）を利用して、センサモジュールがマンホール蓋の開閉を検出するようにしたシステムを示す図であり、（Ａ）がマンホールを閉じた状態を、（Ｂ）がマンホールを開いた状態を、（Ｃ）がシステム構成を示す。
【図１２】図１２は、マンホール蓋の開閉を検出可能にしたシステムの運用方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、センサモジュールに加速度センサを搭載した構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、第１実施形態のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付けた状態を示す図であり、（Ａ）が断面図を、（Ｂ）が下側から見た図を示す。
【００２０】
センサモジュール１０１は、マンホール蓋１０２の既存の孔にネジ孔を形成し、マンホール蓋１０２の上からセンサモジュール１０１をネジ込んで固定する。一般に、合流式及び雨水用のマンホール蓋１０２は、マンホール内に雨水が溢れた時に、マンホール蓋１０２が水圧で持ち上がるのを防ぐために、マンホール内から道路上に水が噴き出る経路として複数の孔が設けられている。また、マンホール蓋１０２の表面は凹凸があり、凹部に設けられている孔も存在する。実施形態でセンサモジュール１０１を取り付ける孔は、凹部１２に設けられている孔であることが望ましいが、凹部１２が無くても特に問題がない場合もある。
【００２１】
マンホール蓋１０２に設けられる孔の直径は、例えば、直径１５ｍｍ程度のものが一般的である。そこで、複数の孔のうちの１つにネジ孔を形成する。なお、すでにネジ孔を有するマンホール蓋１０２の場合には、それを利用すればよい。また、マンホール蓋１０２が、凹部１２に設けられた孔を有さない場合には、円筒状の凹部を追加加工するようにしてもよい。さらに、マンホール蓋１０２が、センサモジュール１０１を取り付けるのに適した孔を有さない場合には、ネジ孔および上面の凹部を合わせて加工してもよい。ネジ加工は、比較的簡単な作業であり、マンホール蓋の設置場所でも容易に行うことができる（コメント：凹部形成は鉄蓋の信頼性を損なう可能性があるため、「現場での加工」との記載は削除しました）。すなわち、実施形態のセンサモジュールは、既存のマンホールにも容易に取り付け可能である。なお、このような加工を、マンホール蓋の製造所で行うことももちろん可能である。ここでは、ネジ孔は２０Ｍのネジであるとして説明する。
【００２２】
センサモジュール１０１は、伝熱体ベース部２１と、伝熱体ベース部２１の側面に形成されたボルト部２２と、伝熱体ベース部２１に形成された貫通孔２３と、伝熱体ベース部２１の上部に形成されたつば２４と、を有する。つば２４の上部はザグリ穴になっている。ボルト部２２は、Ｍ２０の雄ネジである。センサモジュール１０１をマンホール蓋１０２のネジ孔にネジ込むと、つば２４がマンホール蓋１０２の表面に接触した位置でネジ止めされる。図１に示すように、つば２４の高さは、マンホール蓋１０２の凹部１２の高さより低く、ネジ止めされた状態では、つば２４の上面は、マンホール蓋１０２の周囲より低いことが望ましい。
【００２３】
つば２４のザグリ穴には、アンテナ２５が設けられ、伝熱体ベース部２１に形成された貫通孔２３には、アンテナ線２６が設けられる。アンテナ２５は、無線方式に応じて各種の形状を有するものが利用できるが、マンホール蓋１０２に設置することから小型であることが好ましく、誘電体アンテナが望ましい。
【００２４】
センサモジュール１０１は、伝熱体ベース部２１の下側に、さらに、第１伝熱体３２と、熱電素子３３と、第２伝熱体３４および３５と、放熱部軸３６と、放熱部３７と、電子回路４１と、温湿度センサ４２と、水位センサ４３と、を有する。第１伝熱体３２は、伝熱体ベース部２１に熱的に接触しており、さらに伝熱体ベース部２１の側面のボルト部２２を介してマンホール蓋１０２に熱的に接続している（高い熱伝導性を有する）。ここでは、伝熱体ベース部２１と第１伝熱体３２を合わせて第１伝熱部と称する。第１伝熱部、すなわち第１伝熱体３２の温度は、マンホール蓋１０２の温度に近似した温度になる。伝熱体ベース部２１および第１伝熱体３２は、例えば、マンホール蓋１０２と同じダクタイル鋳鉄製であることが望ましいが、ベリリウム銅などの高い熱伝導性と機械強度を有する材料であればこれに限定されるものではない。
【００２５】
第２伝熱体３４および３５、放熱部軸３６および放熱部３７は、熱的に接続しており、類似の温度になる。ここでは、第２伝熱体３４および３５を合わせて第２伝熱部と称する。第２伝熱体３４および３５、および放熱部軸３６は、例えば、ダクタイル鋳鉄製またはベリリウム銅製である。放熱部３７は、ヒートシンクとして機能する放熱フィンを有する。例えば、センサモジュール１０１は、長さが１００ｍｍで、放熱フィンの長さが５０ｍｍである。放熱フィンは、放熱部軸３６の両側に張り出す２つの部分を有し、各部分は縦方向の長さが５０ｍｍで、横方向の長さが５０ｍｍである。従って、両側を合わせると、放熱フィンは、５０ｍｍ×１００ｍｍの大きさである。１つの部分は、厚さ５０μｍのベリリウム銅製シートの表面に厚さ５０μｍのグラファイトシートを両面に接着した弾性シートに、さらに幅１０ｍｍ、厚さ５０μｍのグラファイトシートを両面に１０ｍｍ間隔で接着した形状を有する。放熱部３７は、弾性を有するベリリウム銅製シートを基材としており、放熱部軸３６に巻きつけた状態にすることができ、自由状態にすると図１に示すような伸張した状態になる。放熱部３７は、マンホール内に保持され、広い表面積を有するため、放熱部３７の温度は、第一伝熱部と比較してマンホール内の温度に近い温度になる。（コメント：放熱部の温度はマンホール内温度と同じではなく、現実的には蓋温度と内部気温の中間付近になります。このため一部表現を緩和しました。）したがって、第２伝熱体３４の温度も、第一伝熱部と比較してマンホール内の空気温度に近い温度になる。
【００２６】
また、放熱部３７は、複数の材料を積層した積層材を組み合わせて実現してもよく、さらに形状記憶合金を用いて実現しても、放熱フィンに板バネやスプリングバネを取り付けて自力で伸張するようにしてもよい。
【００２７】
熱電素子３３は、第１伝熱体３２と第２伝熱体３４の温度差、すなわちマンホール蓋１０２とマンホール内の空気温度との温度差に応じて発電を行う。温度差が大きいほど多くの電力を発電する。熱電素子３３で発電された電力は、電子回路４１に設けられた昇圧回路および蓄電素子に蓄えられて、電子回路４１、温湿度センサ４２、水位センサ４３を駆動するのに使用される。
【００２８】
熱電素子３３は、常温付近での発電効率が高いＢｉＴｅ系の材料を用いるｎ型材料とｐ型材料を交互に配置したπ型と呼ばれる通常の熱電発電素子を使用することが望ましく、例えば、１０ｍｍ角のＢｉＴｅ系素子である。しかし、熱電発電素子であればよく、これに限定されるものではない。熱電発電素子は、機械的要素の無い固体素子であり、汚れの影響も受けず、長時間に渡り特性劣化無しに発電し続ける。マンホール蓋１０２とマンホール内の空気温度との温度差は、昼と夜、天候、下水の状況等により、一方が高く他方が低くなり、時に逆転するが、熱電素子３３は、温度差の方向にかかわらず、温度差があれば発電する。発電量は温度差に応じて変化するため、電力を一時的に蓄積するバッファとなる二次電池は必要だが、１週間程度の時間でみれば出力は安定しており、１週間分程度の二次電池があれば、センサモジュール１０１は半永久的に動作できる。
【００２９】
電子回路４１は、電力を一時的に蓄積するバッファとなる二次電池を有し、温湿度センサ４２および水位センサ４３の検出データを読み取り、メモリに検出データを記憶する。アンテナ２５は、アンテナ線２６を介して、電子回路４１の無線回路に接続されている。電子回路４１は、記憶した検出データを随時アンテナ線２６およびアンテナ２５を介して、無線通信にて外部に送信する。電子回路４１の構成については、後述する。
【００３０】
温湿度センサ４２は、一般的な半導体式のセンサであり、マンホール内の温度および湿度を検出する。水位センサ４３は、光学式水位センサであり、マンホール内の水面に向けて光（赤外線）ビームを放射する光射出部と、水面で反射して戻る光ビームを検出する光検出部と、光ビームの往復時間から水面までの距離を算出する算出部と、を有する。
【００３１】
第１実施形態では、温湿度センサ４２および水位センサ４３を搭載した例を示したが、搭載するセンサはこれに限定されず、ガス（硫化水素、アンモニア、一酸化炭素、二酸化炭素など）濃度センサ、流量センサ、振動センサなど種々のセンサを搭載してもよい。また、これらのセンサの一部または全部を搭載してもよい。
【００３２】
伝熱体ベース２１の下側の第１伝熱体３２、熱電素子３３、第２伝熱体３４および３５、電子回路４１、温湿度センサ４２および水位センサ４３を含む部分３１は、封止樹脂で封止されている。この部分３１の外径は、伝熱体ベース２１のボルト部２２の基底の外径より小さく、マンホール蓋のネジ孔穴を通る。
【００３３】
また、アンテナ２５が設けられるつば２４のザグリ穴およびアンテナ線２６が設けられる貫通孔２３も、封止樹脂で封止されている。
封止樹脂は、耐食性、気密性、成形性に優れた樹脂が好ましく、半導体用のモールド樹脂が適している。但し、熱伝導率は低いことが好ましく、セラミック粒子のフィラーなど含まない樹脂が好ましい。しかしながら、中空シリカ粒子など、低熱伝導率のフィラーを用いるのは構わない。第１実施形態では、エポキシ系樹脂でインサートモールドにより、貫通孔２３、アンテナ２５、アンテナ線２６、第１伝熱体３２、熱電素子３３、第２伝熱体３４、３５、電子回路４１、温湿度センサ４２および水位センサ４３を樹脂封止した。
【００３４】
次に、第１実施形態のセンサモジュール１０１を、マンホール蓋１０２に設置する手順について説明する。
マンホール蓋１０２の凹部１２に形成された直径１５ｍｍ程度の孔に、Ｍ２０のネジ孔を形成する。前述のように、Ｍ２０のネジ孔があればそれを利用してもよく、凹部１２が無い場合やＭ２０のネジ孔を形成するのに適した高が無ければ、凹部１２および孔を追加形成した後、Ｍ２０のネジ孔を形成する。これらの作業は、マンホール蓋１０２を開けること無しに行える。
【００３５】
前述のように、放熱部３７の放熱フィンは、弾性を有するベリリウム銅製シートを基材としており、放熱部軸３６に巻きつけた状態にすることができ、自由状態にすると伸張した状態になる。
図２は、放熱部３７の２つの状態を示す図であり、（Ａ）が放熱部３７の放熱フィンを放熱部軸３６に巻きつけた状態を、（Ｂ）は自由状態の伸張した状態を示す。
【００３６】
センサモジュール１０１を、マンホール蓋１０２に設置する時には、放熱部３７の放熱フィンを、図２の（Ａ）に示すような放熱部軸３６に巻きつけた状態にする。この時、放熱フィンは、伝熱体ベース２１のボルト部２２の外径より内側に位置する。この状態で、マンホール蓋１０２の上側から、放熱部３７をネジ孔に挿入すると、そのまま挿入可能であり、放熱部３７の上部がネジ孔の下側に出ると、放熱部３７の放熱フィンは、弾性を有するので、図２の（Ｂ）に示すように伸張する。このように、放熱フィンは、ネジ孔を通過すると自動的に伸張した状態になる。さらに、センサモジュール１０１を回転すると、ボルト部２２がネジ孔にネジ止めされ、強固に固定される。このようにして、センサモジュール１０１のマンホール蓋１０２への設置が完了し、放熱部３７は広い放熱面積を有し、高い放熱効果を示す。
【００３７】
以上の一連の設置作業は、マンホール蓋１０２を開けること無しに行える。従って、作業は簡単で、短時間に終了可能である。
【００３８】
次に、電子回路４１について説明する。
図３は、電子回路４１を含むセンサモジュール１０１の機能構成を示すブロック図である。
電子回路４１は、昇圧回路４５と、電源制御部４６と、蓄電素子４７と、信号処理部４８と、無線部４９と、を有する。昇圧回路４５には熱電素子３４が接続され、発電電力が供給される。信号処理部４８には、複数のセンサ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…が接続される。図１の示した第１実施形態では、センサ５０Ａおよび５０Ｂとして、温湿度センサ４２および水位センサ４３が接続されているが、接続されるセンサの個数に限定はない。無線部４９には、アンテナ線２６を介してアンテナ２５が接続される。
【００３９】
熱電素子３４での発電電力は、発生電圧が数ｍＶ程度と低いため、昇圧回路４５は、熱電素子３４の発電電力を数Ｖにまで昇圧し、昇圧した電力を電源制御部４６に供給する。電源制御部４６は、熱電素子３４から供給された電力を、センサ５０Ａ−５０Ｃ、信号処理部４８および無線部４９に供給するが、熱電素子３４からの供給電力は安定しないため、必要に応じて蓄電素子４７に電力を蓄電する機能も有する。また、電源制御部４６は、図示していないが、センサ５０Ａ−５０Ｃ、信号処理部４８および無線部４９に安定した電力を供給するための安定化電源回路も有する。
【００４０】
蓄電素子４７は、安全で、小型でリーク電流が少なく長寿命であるものであることが望ましく、例えば、全固体Ｌｉ薄膜二次電池が適している。また二次電池とキャパシタとを組み合わせて実現してもよい。
【００４１】
前述のように、センサ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…は、種々のセンサが利用でき、具体的には温度、湿度、ガス濃度（硫化水素、アンモニア、一酸化炭素、二酸化炭素等）、水位、流量、振動などを検出するセンサである。さらに、センサ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…は、圧力、光、音、電磁波、加速度、雰囲気中の微粒子、対象物との距離、対象物の重量等を感知するセンサであってもよい。
【００４２】
信号処理部４８は、センサ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…からの検出信号をＡ／Ｄ(Analog-to-Digital)変換し、検出データとして一時的にメモリに記憶する。信号処理部４８は、センシングや無線送受信のタイミング制御など、システム全体の制御機能も有し、メモリに記憶した検出データを、無線通信によりアンテナ２５から外部に送信する。また、信号処理部４８は、例えば、５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…が感知した各種情報を用いて所定の演算を行い、算出された二次情報を外部へ送信してもよい。
【００４３】
無線部４９は、検出データを無線送信するとともに、必要に応じて外部からの信号を受信する機能を有してもよい。無線の方式としては、特定小電力無線、ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、３Ｇ、ＬＴＥ等を、必要に応じて用いることができる。また、複数の無線方式に対応させてもよい。第１実施形態では、送信周波数が２．４ＧＨｚで、送信出力は２０ｍＷである。さらに、無線部４９の代わりに、有線通信のための通信端子を設けることも可能である。
【００４４】
アンテナ２５は、無線方式に応じて各種利用できるが、マンホール蓋１０２に設置することから小型であることが好ましく、誘電体アンテナが適している。第１実施形態では、２．４ＧＨｚ対応の誘電体アンテナである。
【００４５】
次に、第１実施形態のセンサモジュール１０１を複数個のマンホール蓋に設置し、無線回線を介して複数個のマンホール蓋に設置された複数個のセンサモジュール１０１の検出データを、サーバが収集するシステムについて説明する。
【００４６】
図４は、第１実施形態のセンサモジュール１０１を使用したマンホール情報を収集するシステムの概略構成図である。
このシステムは、複数個のマンホール蓋１０２Ａ〜１０２Ｄに設置された複数個のセンサモジュール１０１Ａ〜１０１Ｄと、ネットワーク１０３と、サーバ１０４と、を有する。ここでは、図示の関係で４個のセンサモジュール１０１Ａ〜１０１Ｄを有する例を示すが、実際には非常に多数のセンサモジュールを有する。
【００４７】
各センサモジュール１０１Ａ〜１０１Ｄは、図１のようにマンホール蓋１０２Ａ〜１０２Ｄに設置される。図４では、センサモジュール１０１Ａ〜１０１Ｄとネットワーク１０３は、実線で接続されているが、実際には、各センサモジュール１０１Ａ〜１０１Ｄは、検出データを、ネットワーク１０３に接続された受信機（基地局）に無線送信する。サーバ１０４は、ネットワーク１０３を介して送信された検出データを収集する。各センサモジュール１０１Ａ〜１０１Ｄからの検出データの送信は、定期的に行っても、サーバ１０４からの要求に応じて行ってもよい。検出データの送信を定期的に行う場合には、センサモジュール１０１Ａ〜１０１Ｄの信号処理部４８は、タイマを有し、一定時間が経過したことを検出すると、検出データを送信する。サーバ１０４からの要求に応じて検出データの送信を行う場合には、センサモジュール１０１Ａ〜１０１Ｄの無線部４９は、受信機能を有することが必要である。
【００４８】
例えば、センサモジュール１０１Ａ〜１０１Ｄが、１時間毎や１日毎に温湿度と水位を測定して無線送信するように設定されており、マンホールから約１０ｍ離れた場所に設置された受信機で検出データを受信する。受信機は、受信した検出データを、３Ｇ回線の既存のネットワーク１０３を介して、離れた監視室のサーバ１０４に送信する。これにより、監視室で、検出データをモニタリングできるようになっている。
【００４９】
センサモジュール１０１とサーバ１０４の間の通信形態は、各種考えられ、将来的にも通信インフラの整備や機器の進歩に応じていろいろな形態が可能になると考えられる。現時点が考えられる携帯のうちのいくつかの例を説明する。
【００５０】
図５は、センサモジュール１０１とサーバ１０４の間の通信形態の例を示す図である。
図５の（Ａ）は、マンホール蓋１０２に設置されたセンサモジュールと、既存のネットワークの基地局１０５との間で、３Ｇ、ＬＴＥ等の通信方式で直接通信を行う形態を示す。
【００５１】
図５の（Ｂ）は、作業員が検出データを収集したいマンホール蓋１０２の場所に赴き、専用機器１０６を利用して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式で、マンホール蓋１０２に設置されたセンサモジュールに検出データを要求する。センサモジュールは、要求に応じて検出データを送信し、専用機器１０６が検出データを受信し記憶する。作業員は、専用機器１０６による検出データの受信が完了すると、適宜記憶した検出データを、３Ｇ、ＬＴＥなどの通信方式で基地局１０５に送信する。
【００５２】
なお、図５の（Ｂ）の形態で、センサモジュールに記憶した検出データを収集する方法として、道路上を走る測定車両を利用してもよい。この場合、車体底部に専用機器１０６を搭載した測定車両がマンホール蓋１０２を通過する際に、センサモジュールに検出データを要求する。センサモジュールは、要求に応じて検出データを送信し、車載の専用機器１０６が検出データを収集する。この際に、専用機器１０６は、ＧＰＳによる車両の位置情報と対応づけて検出データを記憶することが望ましい。専用機器１０６が収集した検出データは、サーバに送信される。サーバは、ＧＰＳによる車両の位置情報と収集された検出データとを組み合わせて、地図上に回収されたデータを表示させることができる。センサモジュールがマンホール蓋１０２に対応したＩＤ番号を有する場合には、ＧＰＳによる車両の位置情報は、無くてもよい。
【００５３】
測定車両は、特別な車両でなくても、例えば自治体が運用するごみ収集車を利用することができる。
【００５４】
図５の（Ｃ）は、マンホール蓋１０２に設置されたセンサモジュールと、既存のネットワークの基地局１０５との間に、中継用の受信機１０８を設けた形態を示す。受信機１０８は、マンホール蓋１０２の近辺に設置されている電柱１０７等に設置される。センサモジュールと受信機１０８の間の通信はＺｉｇＢｅｅ等の方式で行い、受信機１０８と基地局１０５との間の通信は３Ｇ、ＬＴＥ等の通信方式で行う。
【００５５】
図５の（Ｄ）は、作業員が検出データを収集したいマンホール蓋１０２の場所に赴き、ＵＳＢ等を有する専用機器１０９を、マンホール蓋１０２に設置されたセンサモジュールの通信端子に接続し、検出データを読み取り記憶する。したがって、センサモジュールは、アンテナを有する必要はなく、無線部の代わりに有線通信部を有する。作業員は、専用機器１０９を、サーバ１０４を形成するコンピュータシステムの通信端子に接続し、サーバ１０４は、専用機器１０９に記憶された検出データを読み取る。
上記のように、通信形態は各種考えられ、図５に示した例に限定されるものではない。
【００５６】
以上、第１実施形態のセンサモジュールおよびそれを利用したマンホール情報の収集システムを説明したが、センサモジュールの構造や、システムの構成などについて各種の変形例があり得る。
【００５７】
図６は、第２実施形態のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付ける途中の状態を示す図であり、（Ａ）が断面図を、（Ｂ）が下側から見た図を示す。
図７は、第２実施形態のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付けた状態を示す図であり、（Ａ）が断面図を、（Ｂ）が下側から見た図を示す。
【００５８】
第２実施形態のセンサモジュール１０１は、放熱部３７の放熱フィンの先端に、硬い材料で形成された円筒状の保護部材３８が設けられていることが第１実施形態と異なり、他は同じである。
【００５９】
第１実施形態のセンサモジュール１０１を、マンホール蓋１０２のネジ孔に挿入する時、放熱フィンを放熱部軸３６に巻きつけた状態で挿入する。放熱フィンは弾性を有するために伸張する力が働いており、放熱フィンがネジ孔のネジ山に押し当てられる。この状態で、センサモジュール１０１をネジ孔に押し込むと、放熱フィンは薄いシートであり、表面が傷つきやすく、最悪の場合一部が破れることが考えられる。
【００６０】
そこで、第２実施形態のセンサモジュール１０１は、保護部材３８を放熱部３７の放熱フィンの先端に設けた。図６の（Ａ）に示すように、放熱フィンをネジ孔に挿入した状態では、ネジ孔のネジ山に押し当てられるのは保護部材３８であり、放熱フィンはネジ山に接触しないため、放熱フィンが損傷することはない。保護部材３８は、硬い材料で形成されており、ネジ山に押し付けられた状態で押し込まれても損傷することはなく、たとえ傷がついても特に問題は生じない。
【００６１】
図８は、第３実施形態のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付けた状態を示す図であり、（Ａ）が断面図を、（Ｂ）が下側から見た図を示す。
第３実施形態のセンサモジュール１０１は、熱電素子３３と第１および第２伝熱体の形状と配置、放熱部３７の放熱フィンの形状および水位センサの形式が異なり、他の部分は第１実施形態のセンサモジュールとほぼ同じ構造である。
【００６２】
第３実施形態では、第２伝熱体はアルミ製中心軸３４Ｐであり、放熱部軸はベリリウム銅製の直径５ｍｍの支柱３６Ｑであり、取り付け部３６Ｐを介して中心軸３４Ｐに取り付けられている。放熱フィンは、厚さ５０μｍのベリリウム銅シートとグラファイトシートの８枚の積層シート３７Ｐを、支柱３６Ｑに取り付けた構造で、中心軸３４Ｐに対して閉じた状態でマンホール蓋のネジ穴に挿入し、挿入後シートの弾性で開く構造となっている。
【００６３】
水位センサ４３Ｐは、水圧検知型センサで、ケーブル４４で電子回路４１と接続されている。したがって、水位センサ４３Ｐは、設置した状態では、鉛直方向に、電子回路４１からケーブル４４の長さ分、下側の位置に配置される。ケーブル４４の長さを設定することにより、水位センサ４３Ｐをマンホール内の所望の位置に配置できる。
【００６４】
図８には図示していないが、第３実施形態のセンサモジュール１０１は、水位センサの他にＭＥＭＳ型加速度センサを有し、センサモジュール１０１の振動、すなわち一体に取り付けられるマンホール蓋１０２の振動を検出する。
【００６５】
第３実施形態のセンサモジュール１０１における無線部は、３００ＭＨｚ帯の特定小電力無線で、既存のネットワークに繋がる中継局にまで送信する。通信可能なセンサモジュール１０１から中継局までの距離は、約１０ｍである。
【００６６】
第３実施形態のセンサモジュール１０１を利用した図４に示すようなシステムでは、各センサモジュール１０１は、３時間毎に水位を測定し無線送信する。また送信のタイミングで中継器からの命令を受信するようになっており、豪雨時など、中継器からの命令で測定、送信間隔を１０分毎程度にまで短くし、より詳しいデータを送信できるようになっている。さらに、加速度センサは、例えばマンホール蓋が開けられたとか、破損したなどの異常な加速度（振動）を検出した際は、検出した加速度データをすぐに無線送信する。このマンホール蓋の開閉を検出するシステムについては後述する。
【００６７】
図９は、第３実施形態における水位センサ４３Ｐのマンホール内の配置例を示す図である。図９に示すように、マンホールは、縦壁６１と、底部６３と、縦壁６１に設けられた受け部７２と、受け部７２に嵌めあわされるマンホール蓋１０２と、から形成される。底部６３には下水溝６３が形成され、通常時には下水溝６３にのみ下水が流れ、大雨の時には、地上の雨水がマンホール内に流れ込み、水位が上昇する。このような形式のマンホールは、合流式と称し、現在多くの自治体で用いられている。センサモジュールを配置するマンホールの構造はあらかじめ判明しているので、マンホールの構造、例えば、下水溝６３からマンホール蓋１０２までの高さに関する情報を得ることができる。
【００６８】
図９の（Ａ）は、水位センサ４３Ｐを、通常時に下水が流れるマンホールの下水溝６４内に配置する場合を示す。ケーブル４４の長さを、水位センサ４３Ｐが下水溝６４内に位置するように設定する。これにより、通常時の下水の流れを検出することができる。例えば、センサモジュール１０１は、１日に１回などのように定期的に下水溝６４内の水位データを取得し、ネットワークを介してサーバに送信する。サーバは、多数のセンサモジュール１０１からの水位データを収集して、下水道ネットワークの下水の流れを把握することができる。
【００６９】
図９の（Ｂ）は、水位センサ４３Ｐを、マンホールの危険水位に対応する位置に配置する場合を示す。上記のように、合流式のマンホールでは、大雨の時には、地上の雨水がマンホール内に流れ込み、水位が上昇する。下水道を管理する自治体では、降雨の状況などから、出水の恐れがあるか判断し、必要に応じて注意報や警報、さらには避難命令を出す。この場合、降雨の状況に加えて、マンホール内の水位が所定水位を超えたか否かを知ることができれば、状況をより一層正確に判断できる。
【００７０】
そこで、図９の（Ｂ）に示すように、マンホールの危険水位を設定し、危険水位の位置に、水位センサ４３Ｐの受け具６５を固定する。そして、マンホール蓋１０２にセンサモジュール１０１を設置した後、マンホール蓋１０２を開けて、水位センサ４３Ｐを受け具６５に載置した後、マンホール蓋１０２を閉める。この場合、ケーブル４４は、マンホール蓋１０２を開けた状態でも水位センサ４３Ｐを受け具６５に載置できるように、ケーブル４４に余裕を持たせる。なお、受け具６５設けず、ケーブル４４の長さを、水位センサ４３Ｐが危険水位に相当する高さに保持されるようにすることもできるが、その場合、水位センサ４３Ｐは空中に保持されることになるので不安定であるという問題がある。
【００７１】
水位センサ４３Ｐは、それ自体が浸水すると検出信号をオンに変化させる。センサモジュール１０１は、水位センサ４３Ｐの検出信号がオンしたことを検出すると、水位センサ４３Ｐの浸水情報をネットワークを介してサーバに送信する。これにより、サーバのある監視室で、各マンホールが危険水位を超えたか否かを把握でき、出水の判断をより適切に行えるようになる。
【００７２】
例えば、下水道の水位や流量は、東京都内において十数か所のポンプ所でしか計測されていないのが現状である。現在多数のマンホール蓋１０２が設置されており、マンホール蓋１０２に設置するセンサモジュール１０１に水位センサ・流量センサを搭載することで、より一層きめ細かい下水道の流れを把握できる情報が得られるシステムが容易に構築できる。上記のように、センサモジュール１０１によって計測された水位と流量は、１日に１回、あるいは１時間に１回計測され、そのデータは３Ｇ回線、もしくはＰＨＳ回線を通じてデータセンターのサーバに収集される。水位と流量のデータは計測と同時に送信してもよいし、消費電力を削減するため１日、あるいは１週間のデータを蓄積しておいてから送信してもよい。
【００７３】
前述のように、多くの自治体では雨水が下水道に流れ込む（合流式）タイプとなっており、下水道の流量予測は降雨データと強く連動している。そのため、センサモジュール１０１で計測された検出データを収集し、気象庁のデータを組み合わせて解析を行うことで、例えば、下水が流れ込む河川の氾濫予測、注意報・警報情報の提供に用いることができる。解析結果から気象現象と下水道流量の関係モデルを確立すれば、それ以降は気象庁のデータから各地の下水道の流量を予測して、予測データを提供、配信することに課金してもよい。住宅建築や居住状況、土地開発状況に応じて下水道の流量は年々変わるので、継続的なデータの更新が可能な本情報処理システムは有用である。
【００７４】
都市のゲリラ豪雨の際には、下水道作業者の安全確保や下水道の氾濫を防ぐため、分単位で水位の測定および情報発信が必要になる。この場合には、相対的に標高の低い少数のマンホール蓋１０２に設けたセンサモジュール１０１に限定して情報を収集する。水位を測定するセンサモジュール１０１の蓄電素子４７には前もって十分な蓄電を行っておくことが好ましい。信号処理部４８は、無線部４９、３Ｇ回線、もしくはＰＨＳ回線を通じて逐次データをサーバ１０４へ送信する。サーバ１０４は、受信した情報を作業者や氾濫近傍の居住者のスマホ・タブレットに警報を発させることができる。この場合、特定のマンホール蓋上に測定車両が駐車して、近距離無線通信によって車両に設けたサーバーにデータを回収する形態も考えられる。
【００７５】
以上説明した第３実施形態のセンサモジュール１０１を利用し、下水道の水位を検出するシステムは、第１および第２実施形態のセンサモジュール１０１を利用しても実現できる。
【００７６】
図１０は、センサモジュールの変形例を示す図であり、変形例のセンサモジュールをマンホール蓋に取り付けた状態の断面図である。
この変形例では、放熱部３７は放熱フィンを有さず、放熱用の棒材３９が第２伝熱体３５からマンホール内の空間に伸びる構造を有する。
【００７７】
第１から第３実施形態では、放熱部３７の放熱フィンが、弾性を有し、放熱フィンを放熱部軸に巻きつけることができ、自由状態では放熱フィンが伸張した状態になった。これにより、放熱部３７の表面積が増加し、ヒートシンクとしての機能が向上する。しかし、放熱部３７が図１０のような棒材３９であっても、第１伝熱体と第２伝熱体の温度差が、熱電素子３３が発電するのに十分な温度差であれば特に問題はなく、伸縮する放熱フィンを有する複雑な構造である必要はない。
【００７８】
実施形態のセンサモジュールに搭載するセンサの種類を選択してシステムを構築することにより、各種のアプリケーションが可能である。以下、そのようなアプリケーションの例を説明する。
【００７９】
図１１は、磁気スイッチ（ＡＭＲセンサ）を利用して、センサモジュールがマンホール蓋の開閉を検出するようにしたシステムを示す図であり、（Ａ）がマンホールを閉じた状態を、（Ｂ）がマンホールを開いた状態を、（Ｃ）がシステム構成を示す。
【００８０】
図１１の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、マンホール枠７２に磁石８１を固定し、マンホール蓋１０２に磁気スイッチ（ＡＭＲセンサ）８２を固定し、センサモジュールが磁気スイッチ８２の検出信号を読み取る。磁石８１と磁気スイッチ８２は、マンホール蓋１０２を閉じた状態では近接して対向し、マンホール蓋１０２を開いた状態では離れるように配置することにより、磁気スイッチ８２の検出信号がマンホール蓋１０２を閉じた状態と開いた状態で変化するようにする。これにより、マンホール蓋１０２の開閉が検出できる。センサモジュールと磁気スイッチ８２の間の接続は、例えばマンホール蓋１０２に信号線を配置することにより行う。この場合、磁石８１、磁気スイッチ８２および信号線の配置は、マンホール蓋１０２を開けた状態で行う必要がある。
【００８１】
マンホール蓋の開閉を検出可能にすることで、検出データを、（１）テロや犯罪の防止、（２）点検作業実施の証明等に利用できる。
【００８２】
図１１の（Ｃ）に示すように、ネットワーク１０３には、複数のセンサモジュールおよびサーバ１０４に加えて、点検作業を行う作業者が携帯する作業用端末に加えて、警察、警備会社および点検工事会社の外部端末が接続される。作業者は、作業用端末を使用してサーバにアクセスし、点検するマンホールを特定する情報を得る。
【００８３】
図１２は、マンホール蓋の開閉を検出可能にしたシステムの運用方法を示すフローチャートである。
【００８４】
ステップＳ１１では、センサモジュール１０１が、磁気スイッチ８２の検出信号から、マンホール蓋１０２が開けられたことを示したことを検出する。
ステップＳ１２では、センサモジュール１０１が、マンホール蓋１０２が開けられたとの情報を、マンホールを特定するＩＤ番号と共に、ネットワークを経由してサーバに送信する。
【００８５】
ステップＳ１３では、サーバが、該当するマンホール蓋が点検予定のマンホールに対応するか判定し、対応すればステップＳ１４に進み、対応しなければステップＳ１５に進む。
【００８６】
ステップＳ１４では、点検作業を発注した自治体の関連部署および工事業者に作業実施を連絡する。これにより、点検作業が行われたと推定できる。もし、所定期間内にマンホール蓋が開けられない場合には、点検作業が行われていないと推定できる。なお、マンホール蓋が開けられた場合に、マンホール蓋が閉じられたかを監視することが望ましい。例えば、点検に要すると推定される時間の数倍以上の時間マンホール蓋が開いた状態であることが検出された場合、作業者がマンホール蓋を閉じるのを失念したこと等が推定される。このような状態は道路通行の上で危険であり、ネットワークを介して作業用端末に状況確認を要求することが望ましい。
【００８７】
ステップＳ１５では、点検作業の予定にないマンホール蓋が開けられたことを警察や警備会社に通報する。
【００８８】
図１１および図１２に示したアプリケーションの例では、マンホール蓋の開閉を検出するため磁気スイッチ（ＡＭＲセンサ）を利用したが、他のセンサを使用してもマンホール蓋の開閉を検出できる。
【００８９】
図１３は、センサモジュール１０１に加速度センサ８４を搭載した構成例を示す図である。
車両がマンホール蓋１０２の上を走行すると、マンホール蓋１０２が振動し、加速度センサ８４はマンホール蓋１０２の振動を検出する。しかし、この振動は振幅の小さな振動であり、所定以上の距離の移動を示すことはない。これに対して、マンホールを開閉する場合には、加速度センサ８４の検出信号は、所定以上の距離の移動を示すので、これを検出することにより、マンホールの開閉を検出できる。
【００９０】
加速度センサ（または振動センサ）を搭載したセンサモジュール１０１を利用することにより、マンホール蓋１０２上を通過する車両の数と車両の種類を検出することも可能である。これにより、例えば、ＮシステムやＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ；道路交通情報通信システム）では計測していないような細い道路や路地などでも渋滞情報を得ることができる。
また、センサの検出データと車両の種類（軽、普通、トラック等）とを関連付けたデータセットを予めメモリに記憶させておき、センサの検出データと上記データセットとから判定した車の種類の情報を、サーバ１０４へ送信する。車種による都市の車の流れの違いを解析することで、特定の車両を特定の道路に誘導する計画立案など、都市道路のコントロールや都市評価につながる。
【００９１】
なお、この場合のセンサとしては、センサモジュールの上部に配置したマイクロフォンなどの音響センサや磁気センサを利用することもできる。
【００９２】
センサモジュールが、温度、湿度、振動（加速度）を検出するセンサを有する場合には、それらの検出データから各マンホールのコンクリート部分およびマンホール蓋の劣化の度合いが推定できる。温度および湿度が高く、その変化が大きく、振動が大きい（最大値、頻度）場合には、マンホールのコンクリート部分およびマンホール蓋は劣化しやすい。これからマンホールのコンクリート部分の修繕計画や、マンホール蓋の交換計画を作成すると、より一層精度の高い計画が作れる。
【００９３】
また、下水道で発生する硫化水素がマンホールを急激に劣化させることが知られている。硫化水素の発生は、近隣住民の苦情要因でもある。センサモジュールに硫化水素ガスセンサを搭載することで、マンホールの劣化予測精度向上とともに、住民の苦情に迅速に対応できるようになる。
【００９４】
以上説明した実施形態およびアップケーションの例では、サーバを専用の装置とした場合について説明した。しかし、これに限らず、これらを汎用のコンピュータとし、これにサーバ１０４が行った動作を実行させるプログラムをインストールして同様の動作を行わせてもよい。この場合、プログラムは、ＣＤやＤＶＤ等の記録媒体で供給してもよいし、ネットワークからダウンロードできるようにしてもよい。
【００９５】
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものである。特に、記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００９６】
１１    マンホール蓋
２１    伝熱体ベース部
２２    ボルト部
２５    アンテナ
３２    第１伝熱体
３３    熱電伝素子
２４、３５    第２伝熱体
３６    放熱部軸
３７    放熱部
４１    電子回路
４２    温湿度センサ
４３    水位センサ
４５    昇圧回路
４６    電源制御部
４７    蓄電素子
４８    信号処理部
４９    無線部
１０１    センサモジュール
１０２    マンホール蓋
１０３    ネットワーク
１０４    サーバ
【図１】
2016024352.tif 000003
【図２】
2016024352.tif 000004
【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】
2016024352.tif 000009
【図８】
2016024352.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2016024352.tif 000015
【国際調査報告】
2016024352.tif 000016
2016024352.tif 000017
2016024352.tif 000018
2016024352.tif 000019
2016024352.tif 000020
2016024352.tif 000021
2016024352.tif 000022
2016024352.tif 000023