(57)【要約】【課題】  消費電力を低減させつつ時刻同期を実現するセンシング装置及びセンシングシステムの提供。【解決手段】  センシング装置１００は、センサー１２３と、センサー１２３からのセンサー出力情報を取得する処理回路１２１と、センサー出力情報に対応した送信情報を送信する通信回路１２５と、時刻情報を生成する計時回路１１３を含む。通信回路１２５は、処理回路１２１がセンサー出力情報の取得を開始する前に、補正用時刻情報を受信し、計時回路１１３は、通信回路１２５により受信された補正用時刻情報に基づいて時刻情報を補正し、処理回路１２１は、補正された時刻情報に基づいてセンサー出力情報の取得を開始する。【選択図】      図２
2022002024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーと、
前記センサーからのセンサー出力情報を取得する処理回路と、
前記センサー出力情報に対応した送信情報を送信する通信回路と、
時刻情報を生成する計時回路と、
を含み、
前記通信回路は、前記処理回路が前記センサー出力情報の取得を開始する前に、補正用時刻情報を受信し、
前記計時回路は、前記通信回路により受信された前記補正用時刻情報に基づいて前記時刻情報を補正し、
前記処理回路は、補正された前記時刻情報に基づいて前記センサー出力情報の取得を開始することを特徴とするセンシング装置。
【請求項２】
請求項１において、
バッテリーからのバッテリー電圧に基づいて、電源電圧を前記処理回路に供給する電源回路を含み、
前記計時回路は、
前記バッテリー電圧により動作し、
前記電源回路は、
前記計時回路からの指示により起動し、
前記処理回路は、
起動した前記電源回路から前記電源電圧が供給された後に、
前記センサー出力情報の取得を開始することを特徴とするセンシング装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記電源回路は、
前記計時回路からの第１起動指示により起動し、第１期間において前記電源電圧を前記処理回路に供給し、
前記通信回路は、
前記第１期間において前記補正用時刻情報を受信し、
前記計時回路は、
前記第１期間において前記補正用時刻情報に基づいて前記時刻情報を補正し、
前記電源回路は、
前記計時回路からの第１停止指示により停止し、
前記電源回路は、
前記計時回路からの第２起動指示により起動し、第２期間において前記電源電圧を前記処理回路に供給し、
前記処理回路は、前記第２期間において前記センサー出力情報の取得を行うことを特徴とするセンシング装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１期間は、前記センシング装置が正常に動作しているか否かを確認するための期間である死活監視期間であることを特徴とするセンシング装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項において、
前記電源回路は、
前記計時回路からの指示により起動し、
前記通信回路は、
前記電源回路が起動した後に前記補正用時刻情報を受信し、
前記計時回路は、
前記補正用時刻情報に基づいて前記時刻情報を補正し、
前記処理回路は、
前記計時回路が前記時刻情報を補正した後に、前記センサー出力情報の取得を行うことを特徴とするセンシング装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか一項において、
前記通信回路は、
測定開始時刻情報を受信し、
計時回路は、
前記測定開始時刻情報により指定される測定開始時刻で前記電源回路を起動することを特徴とするセンシング装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記処理回路は、
前記計時回路が前記時刻情報を補正した後、前記センサー出力情報の取得を開始するまで、低消費電力モードとなることを特徴とするセンシング装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のセンシング装置と、
ホストシステムと、
を含み、
前記ホストシステムは、
前記センシング装置の時刻情報の誤差である誤差時間を予測し、当該誤差時間以上前の時刻で前記センシング装置の電源回路を起動させることを特徴とするセンシングシステム。
【請求項９】
請求項８において、
前記ホストシステムは、
前記センシング装置が正常に動作しているか否かを確認するための期間である死活監視期間が属する日を、測定期間が属する日の前の日になるように調整し、前記死活監視期間で前記補正用時刻情報を送信することを特徴とするセンシングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センシング装置及びセンシングシステム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、センシング装置を所定の位置に配置し、当該センシング装置に含まれるセンサーによって検出されたデータを、ネットワークを経由して収集する手法が知られている。当該センサーは、決められた時刻になると、所定期間において測定を行う。当該センシング装置を例えば橋梁等の構造物に配置することによって、当該構造物のモニタリングを行うことが可能になる。
【０００３】
当該時刻の設定には、例えば、ＲＴＣ（Real Time Clock）が用いられる。ＲＴＣは振動子等のクロック信号に基づいて時刻を計測するため、誤差時間が生じ、使用期間に応じて誤差時間が蓄積されていくが、所望の期間に測定することを考慮すれば測定開始時刻の精度が高いことが望ましい。特許文献１には、センシング装置である計測通信端末が、計測通信モードにおいてＧＰＳ（Global Positioning System）から絶対時刻情報を入手し、当該絶対時刻情報をＲＴＣに現在時刻として設定しておいてから、次に起動するための時刻をセットし、省電力モードへ移行する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０１２４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
センシング装置が次回起動するまでの期間が長期になる場合、ＲＴＣの誤差時間が大きくなるため、適切なタイミングでセンシング装置が起動しない可能性がある。また、センシング装置にＧＰＳ等の時刻同期機能をさらに含ませることは、消費電力を増加させることになるため、低消費電力無線通信システムへの適用が難しい。特許文献１の手法は、このような場合についてまでは考慮されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、センサーと、前記センサーからのセンサー出力情報を取得する処理回路と、前記センサー出力情報に対応した送信情報を送信する通信回路と、時刻情報を生成する計時回路と、を含み、前記通信回路は、前記処理回路が前記センサー出力情報の取得を開始する前に、補正用時刻情報を受信し、前記計時回路は、前記通信回路により受信された前記補正用時刻情報に基づいて前記時刻情報を補正し、前記処理回路は、補正された前記時刻情報に基づいて前記センサー出力情報の取得を開始することを特徴とするセンシング装置に関係する。
【０００７】
本開示の他の態様は、上記のセンシング装置と、ホストシステムと、を含み、前記ホストシステムは、前記センシング装置の時刻情報の誤差である誤差時間を予測し、当該誤差時間以上前の時刻で前記センシング装置の電源回路を起動させることを特徴とするセンシングシステムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】センシングシステムの構成例。
【図２】センシング装置の構成例。
【図３】センシング装置の間欠動作を説明する図。
【図４】センシング装置の間欠動作と時刻同期のタイミングの関係についての例を説明する図。
【図５】第１期間における処理の流れを説明する図。
【図６】第２期間における処理の流れを説明する図。
【図７】センシング装置の間欠動作と時刻同期のタイミングの関係についての別の例を説明する図。
【図８】補正指示時刻開始後の処理の流れを説明する図。
【図９】初期化処理の流れを説明する図。
【図１０】センシング装置の適用例について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。
【００１０】
１．システム構成
図１は、本実施形態に係るセンシング装置１００を含むセンシングシステム１０の構成例を示す図である。図１に示すように、センシングシステム１０は、センシング装置１００と、ホストシステム２００を含む。図１の例では、センシング装置１００はＮ台であり、センシングシステム１０は、センシング装置１００−１、センシング装置１００−２、…、センシング装置１００−Ｎを含む。Ｎは２以上の整数である。
【００１１】
各センシング装置１００は、図２に示すようにセンサー１２３を含み、当該センサー１２３はセンサー出力情報を出力する。センシング装置１００は、センサー出力情報に基づく送信情報を、ネットワークＮＷを経由してホストシステム２００に送信する。センシング装置１００の詳細については、図２を用いて後述する。
【００１２】
センシング装置１００は、ゲートウェイ端末ＧＷと接続される。センシング装置１００とゲートウェイ端末ＧＷとの通信は、例えばＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）を用いて行われる。ＬＰＷＡとしては、ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）、Ｓｉｇｆｏｘ（登録商標）、ＮＢ−ＩｏＴ等の種々の方式が知られており、本実施形態ではそれらを広く適用可能である。例えばゲートウェイ端末ＧＷは、通信を中継する基地局であり、インターネットゲートウェイとして機能する。ゲートウェイ端末ＧＷを用いることによって、センシング装置１００とホストシステム２００は、ネットワークＮＷを経由した通信を行う。ここでのネットワークＮＷは、例えばインターネット等の公衆無線通信網であるが、プライベートネットワーク等が用いられることは妨げられない。また、本実施形態では、センシング装置１００とホストシステム２００が、ネットワークＮＷを経由した通信を実行可能であればよく、具体的な構成は図１に限定されない。
【００１３】
ホストシステム２００は、複数のセンシング装置１００の管理を行うシステムである。例えばホストシステム２００は、各センシング装置１００の測定開始時刻や、送信情報の通信開始時刻等を管理する。また、ホストシステム２００は、複数のセンシング装置１００からの送信情報を取得、蓄積する。
【００１４】
ホストシステム２００は、例えばサーバーシステムである。ホストシステム２００は、１つのサーバーから構成されてもよいし、複数のサーバーを含んでもよい。また、ホストシステム２００の機能は、ネットワークを経由して接続される複数の装置の分散処理によって実現されてもよい。この際、複数の装置の各装置は、１つの物理サーバーとして動作してもよいし、１又は複数の仮想サーバーとして動作してもよい。例えば、ホストシステム２００は、クラウドシステムであり、具体的な構成は種々の変形実施が可能である。
【００１５】
図２は、センシング装置１００の構成例を示す図である。センシング装置１００は、電源回路１１１と、計時回路１１３と、処理回路１２１と、センサー１２３と、通信回路１２５を含む。また、センシング装置１００は、インターフェース１２７や記憶部１２９を含んでもよい。ただし、センシング装置１００は図２の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。例えば、インターフェース１２７や記憶部１２９は省略されてもよい。
【００１６】
電源回路１１１は、バッテリーＢＡＴからのバッテリー電圧Ｖｂａｔが供給されている場合に、当該バッテリー電圧Ｖｂａｔに基づいて、電源電圧Ｖｄｄを出力する回路である。以下、バッテリー電圧を単にＶｂａｔと表記し、電源回路１１１が出力する電源電圧を単にＶｄｄと表記する。電源回路１１１は、例えばレギュレーターであり、狭義にはＬＤＯ（Low Dropout）である。例えば、Ｖｂａｔは７〜８Ｖであり、Ｖｄｄは３．３Ｖである。ただし、Ｖｂａｔ及びＶｄｄの電圧値はこれに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【００１７】
計時回路１１３は、時刻を測定する回路であり、例えばＲＴＣ（real-time clock）である。計時回路１１３は、時刻情報を出力する。ここでの時刻情報は、例えば年、月、日、時、分、秒を特定する情報である。なお、時刻情報は、曜日の情報を含んでもよい。計時回路１１３は、振動子に基づいて所定周波数のクロック信号を出力する発振回路を含む。計時回路１１３は、例えば発振回路が出力するクロック信号を分周することによって１Ｈｚのクロック信号を生成し、当該１Ｈｚのクロック信号に同期して、上記時刻情報を更新する処理を行う。なお、ＲＴＣは種々の構成の回路が知られており、本実施形態ではそれらを広く適用可能である。
【００１８】
処理回路１２１は、電源回路１１１からのＶｄｄに基づいて動作する。処理回路１２１は、センサー１２３を制御することによって、センサー１２３からのセンサー出力情報を取得する。処理回路１２１は、センサー出力情報に基づいて、送信情報を演算する処理を行ってもよい。演算処理の詳細については後述する。処理回路１２１は、通信回路１２５を制御することによって、送信情報を、ホストシステム２００に送信する処理を行う。また、処理回路１２１は、インターフェース１２７を制御することによって、外部の装置との間で情報の送受信を行う。
【００１９】
具体的には、処理回路１２１は、スイッチ素子ＳＷ１を制御することによって、センサー１２３の動作のオンオフを制御する。また、処理回路１２１は、スイッチ素子ＳＷ２を制御することによって、通信回路１２５の動作のオンオフを制御する。また、処理回路１２１は、スイッチ素子ＳＷ３を制御することによって、インターフェース１２７の動作のオンオフを制御してもよい。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ３は、例えばＦＥＴ（Field effect transistor）等のトランジスターにより実現されるが、他の構成のスイッチが用いられてもよい。
【００２０】
本実施形態の処理回路１２１は、下記のハードウェアによって構成される。ハードウェアは、デジタル信号を処理する回路及びアナログ信号を処理する回路の少なくとも一方を含むことができる。例えば、ハードウェアは、回路基板に実装された１又は複数の回路装置や、１又は複数の回路素子によって構成できる。１又は複数の回路装置は例えばＩＣ（Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等である。１又は複数の回路素子は例えば抵抗、キャパシター等である。
【００２１】
また、処理回路１２１は、下記のプロセッサーによって実現されてもよい。本実施形態のセンシング装置１００は、情報を記憶するメモリーと、メモリーに記憶された情報に基づいて動作するプロセッサーと、を含む。メモリーは例えば記憶部１２９である。情報は、例えばプログラムと各種のデータ等である。プロセッサーは、ハードウェアを含む。プロセッサーは、例えばＭＣＵ（Micro Controller Unit）やＭＰＵ（Micro Processor Unit）である。また、プロセッサーは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等であってもよい。メモリーは、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーであってもよいし、レジスターであってもよいし、ハードディスク装置等の磁気記憶装置であってもよいし、光学ディスク装置等の光学式記憶装置であってもよい。例えば、メモリーはコンピューターによって読み取り可能な命令を格納しており、当該命令をプロセッサーが実行することによって、処理回路１２１の機能が処理として実現される。ここでの命令は、プログラムを構成する命令セットの命令でもよいし、プロセッサーのハードウェア回路に対して動作を指示する命令であってもよい。
【００２２】
センサー１２３は、対象物の状態を検出し、検出結果としてセンサー出力情報を出力する。センサー１２３は、例えば３軸の加速度センサーである。この場合、センサー出力情報は、３軸のそれぞれの方向における加速度データを含む情報である。また、センサー１２３は、３軸の加速度センサーと、３軸のジャイロセンサーとを含む６軸のセンサーであってもよい。この場合、センサー出力情報は、３軸のそれぞれの方向における加速度データと、各軸周りの角速度データを含む情報である。また、センサー１２３は、対象物の傾斜を検出する傾斜センサーであってもよいし、対象物の振動を検出する振動センサーであってもよいし、対象物の温度又は周辺温度を検出する温度センサーであってもよい。その他、本実施形態におけるセンサー１２３は、対象物の状態を検出可能な種々のセンサーに拡張が可能である。
【００２３】
通信回路１２５は、ホストシステム２００に送信情報を送信するための通信を行う回路である。図１に示す例であれば、通信回路１２５は、ＬＰＷＡの規格に従った通信を行う無線通信チップ、無線通信モジュールである。なお、上述したように、センシング装置１００とホストシステム２００が通信を行うための構成は図１に限定されず、通信回路１２５はＬＰＷＡ以外の規格に従った通信を行う無線通信チップであってもよい。
【００２４】
インターフェース１２７は、センシング装置１００と外部の情報処理装置との通信インターフェースである。インターフェース１２７は、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）であってもよいし、他のインターフェースであってもよい。例えばインターフェース１２７はＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）やＩ２Ｃ（Inter Integrated Circuit）であってもよい。インターフェース１２７は、例えば図１０を用いて後述する初期化処理において用いられる。
【００２５】
記憶部１２９は、データやプログラムなどの各種の情報を記憶する。処理回路１２１は例えば記憶部１２９をワーク領域として動作する。記憶部１２９は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）であってもよいし、ＭＯＮＯＳ（Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）メモリー等のフラッシュメモリーであってもよい。また、記憶部１２９は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどの半導体メモリーであってもよいし、レジスターであってもよいし、磁気記憶装置であってもよいし、光学式記憶装置であってもよい。
【００２６】
本実施形態のセンシング装置１００は、図２に示したように、Ｖｂａｔに基づいて動作する第１回路１１０と、Ｖｄｄに基づいて動作する第２回路１２０を含む。第１回路１１０は、電源回路１１１及び計時回路１１３を含む。第２回路１２０は、処理回路１２１、センサー１２３、通信回路１２５、インターフェース１２７、記憶部１２９を含む。電源回路１１１がＶｄｄの出力を停止した場合、第２回路１２０に含まれる各部の動作が停止する。より具体的には、Ｖｄｄが供給されない場合、処理回路１２１が動作しないため、処理回路１２１によって制御されるセンサー１２３や通信回路１２５も動作しない。電源回路１１１によるＶｄｄの供給を停止することによって、センシング装置１００の消費電力を効率的に低減することが可能になる。
【００２７】
例えば、電源回路１１１は、イネーブル信号がアサートの場合に動作し、ネゲートの場合に動作を停止する回路である。そして当該イネーブル信号は、計時回路１１３のアラーム出力に基づいて制御される。具体的には、計時回路１１３のアラーム出力がオンの場合に電源回路１１１がイネーブルとなり、アラーム出力がオフの場合に電源回路１１１がディスエーブルとなる。このようにすれば、計時回路１１３のアラーム出力に基づいて、Ｖｄｄが出力されるか否かを制御すること、即ち、第２回路１２０に含まれる各部の動作を制御することが可能になる。
【００２８】
図３は、本実施形態のセンシング装置１００の基本的な間欠動作を説明する図である。図３の横軸は時間を表す。図３においてアクティブとは、電源回路１１１がＶｄｄを出力する状態を表し、スタンバイとは、電源回路１１１がＶｄｄを出力しない状態を表す。なお、アクティブ期間とは、処理回路１２１が動作可能な期間であるが、第２回路１２０の各部が必ず動作する期間というわけではない。例えば、センサー１２３や通信回路１２５は、処理回路１２１によってオン／オフが制御されるため、アクティブ期間のなかでも動作しない期間が存在する。また、後述するように、アクティブ期間において、処理回路１２１が通常動作モードよりも消費電力の少ない低消費電力モードとなる可能性もある。
【００２９】
図３のＡ１及びＡ２は、測定期間を表す。測定期間とは、センサー１２３による測定及び送信情報の通信が行われる期間である。なお、測定期間はＡ１，Ａ２に限定されない。また、測定期間における処理の詳細については後述する。
【００３０】
センサー１２３による測定は、Ｔ１に示す間隔で行われ、１回の測定期間の長さはＴ２である。例えば、Ｔ１は１ヶ月程度の長さであり、Ｔ２は１時間程度の長さである。例えば計時回路１１３には、測定開始時刻を表す測定開始時刻情報があらかじめ設定されている。ここでの測定開始時刻情報は、年、月、日、時、分、秒を特定可能な情報である。例えば測定開始時刻は、毎月１日の同じ時刻である。そして計時回路１１３は、現在時刻が測定開始時刻を過ぎた場合に、アラーム出力をオンにすることによって電源回路１１１をイネーブルにする。また、測定期間における処理の完了後、処理回路１２１がアラーム出力のオフを計時回路１１３に指示する。これにより、電源回路１１１がディスエーブルになる。
【００３１】
このようにすれば、センシング装置１００は、Ｔ１に示す間隔でセンサー出力情報を取得すること、及び当該センサー出力情報に基づく送信情報をホストシステム２００に送信することが可能になる。例えば、センシング装置１００をＡ１、Ａ２等の測定期間においてのみアクティブとし、他の期間においてスタンバイとすることによって、消費電力を低減することが可能になる。スタンバイ期間では、第２回路１２０へのＶｄｄの供給が停止されるため、処理回路１２１の周辺回路のプルアップ抵抗等での消費電流も低減できる。また、プルアップ抵抗の抵抗値を、ノイズ耐性がある大きい値とすることが可能になる。
【００３２】
ただし、測定期間以外のすべての期間がスタンバイ期間となった場合、ホストシステム２００は、１ヶ月に１回しかセンシング装置１００の状態を確認できない。例えば、センシング装置１００に故障等の異常が発生していたとしても、次の測定期間になるまで当該異常を検知できない。結果として、当該次の測定期間でのセンシングが適切に行われず、情報に欠落が生じる可能性がある。本実施形態のセンシング装置１００は、例えば構造物等のモニタリングに用いられるため、情報の欠落は好ましくない。
【００３３】
よってセンシング装置１００の死活監視が行われてもよい。図３のＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、死活監視期間を表す。死活監視期間とは、センシング装置１００が正常に動作しているか否かを確認するための期間である。死活監視期間における処理の詳細は後述する。
【００３４】
死活監視は、Ｔ３に示す間隔で行われ、１回の死活監視期間の長さはＴ４である。Ｔ３はＴ１に比べて短い。また、Ｔ４はＴ２に比べて短い。例えば、Ｔ３は１週間程度の長さであり、Ｔ４は数分程度の長さである。例えば計時回路１１３には、死活監視の開始時刻を表す死活監視時刻情報があらかじめ設定されている。以下、死活監視の開始時刻を死活監視時刻と表記する。ここでの死活監視時刻情報は、年、月、日、時、分、秒を特定可能な情報である。例えば死活監視時刻は、毎週水曜日の同じ時刻である。そのため、死活監視は、図３の死活監視期間Ｂ１〜Ｂ４に行われる場合に限定されず、死活監視期間Ｂ１〜Ｂ５に行われる場合もあるが、ここでは死活監視期間Ｂ４が測定期間Ａ１，Ａ２等の直前の死活監視期間であるものとする。そして計時回路１１３は、現在時刻が死活監視時刻を過ぎた場合に、アラーム出力をオンにすることによって電源回路１１１をイネーブルにする。また、死活監視の完了後、処理回路１２１がアラーム出力のオフを計時回路１１３に指示する。これにより、電源回路１１１がディスエーブルになる。
【００３５】
このように、死活監視を行うことによって、センシング装置１００の状態を適切に監視することが可能になる。センシング装置１００の異常が早期に発見されるため、次の測定期間までに修理等の対応を行うことが可能になる。また、死活監視期間では、センサー１２３による長時間の測定が不要であるため、死活監視期間は測定期間に比べて短くできる。よって死活監視を行う場合でも、アクティブ期間が過剰に長くならないため、センシング装置１００の消費電力の低減が可能である。
【００３６】
ところで、計時回路１１３には、測定開始時刻を表す測定開始時刻情報があらかじめ設定されていることを前述したが、振動子の特性ばらつき、温度、経年劣化又は回路レイアウト等の要因により、計時回路１１３の計時には一定の誤差時間が生じる。特許文献１等の従来手法では、センサー１２３による測定がＴ１である１ヶ月程度の間隔で行われていることにより、ＲＴＣの誤差時間が蓄積されることについてまでは考慮されていない。
【００３７】
また、特許文献１のＧＰＳによる時刻同期の手法は、センシング装置１００の必須の機能ではないＧＰＳ機能を稼働させることから、消費電力を増加させることになり、好ましくない。
【００３８】
なお、通信回路１２５を用いて、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバーに接続して時刻同期を行う手法も考えられるが、通信回路１２５は、低速の通信方式であるＬＰＷＡの規格に従った通信を行うため、適していない。ＮＴＰサーバーとの通信によるＵＴＣ（世界標準時）のプロトコルは、通信遅延が上りと下りで等しい事を前提にしているため、高速の通信方式が適しているからである。なお、上りとは、センシング装置１００からＮＴＰサーバーの方向をいい、下りとは、ＮＴＰサーバーからセンシング装置１００への方向をいう。
【００３９】
そこで、センシング装置１００は、処理回路１２１がセンサー出力情報の取得を開始する前の期間である第１期間をアクティブにして、計時回路１１３の時刻を補正するための補正用時刻情報を受信できるようしてもよい。補正用時刻情報の受信とは、具体的には、通信回路１２５がホストシステム２００と無線通信を行い、通信回路１２５がホストシステム２００から補正用時刻情報を受信することをいう。そして、処理回路１２１は、通信回路１２５から当該補正用時刻情報を受信し、計時回路１１３の時刻を補正する処理を実行する。これにより、補正された時刻によって、センサー１２３による測定等が開始されるため、測定期間をより正確な開始時刻で開始させることができる。また、他の機能を追加することなく、低消費電力無線通信システムのみにより計時回路１１３の時刻を補正できるので、消費電力を低減しつつ、測定期間をより正確な開始時刻で開始させることができる。なお、第１期間は、前述の測定期間及び死活監視期間とは別に設けてもよいが、死活監視期間を第１期間としてもよく、その場合の死活監視期間における処理は後述する。このようにすることで、センシング装置１００をアクティブにする期間を最小限にすることができるので、さらに消費電力を低減することができる。
【００４０】
このように、本実施形態のセンシング装置１００は、図２に示したように、センサー１２３と、処理回路１２１と、通信回路１２５と、計時回路１１３を含む。処理回路１２１は、センサー１２３からのセンサー出力情報を取得する。通信回路１２５は、センサー出力情報に対応した送信情報の送信を行う。計時回路１１３は、時刻情報を生成する。このようにすることで、計時回路１１３により定期的にセンサーが測定した物理量を、通信回路１２５により外部に通信することができるので、センサーの対象物の状態を遠隔で把握することが可能になる。また、通信回路１２５は、処理回路１２１がセンサー出力情報の取得を開始する前に、補正用時刻情報を受信する。そして計時回路１１３は、通信回路１２５により受信された補正用時刻情報に基づいて時刻情報を補正する。その後処理回路１２１は、補正された時刻情報に基づいてセンサー出力情報の取得を開始する。このようにすることで、他の機能を追加することなく、低消費電力無線通信システムのみにより計時回路１１３の時刻を補正できるので、消費電力を低減しつつ、測定期間をより正確な開始時刻で開始させることができる。なお、本実施形態の手法によれば、センシング装置１００からホストシステム２００へ通信する期間をより正確な開始時刻で開始させることができるため、後述するコリジョンの発生を未然に防ぐことができる。コリジョンについては後述する。
【００４１】
また、本実施形態のセンシング装置１００は、図２に示すように、電源回路１１１をさらに含む。電源回路１１１は、バッテリーＢＡＴからのバッテリー電圧Ｖｂａｔに基づいて、電源電圧Ｖｄｄを処理回路１２１に供給する。そして、計時回路１１３は、バッテリー電圧Ｖｂａｔにより動作し、電源回路１１１は、計時回路１１３からの指示により起動する。例えば上述したように、計時回路１１３のアラーム出力に基づいて、電源回路１１１のイネーブル信号が制御される。そして処理回路１２１は、起動した電源回路１１１から電源電圧Ｖｄｄが供給された後にセンサー出力情報の取得を開始する。このようにすることで、処理回路１２１が動作する期間が最小限となるので、センシング装置１００の消費電力を低減しつつ、センサー１２３の測定期間をより正確な開始時刻で開始させることができる。これにより、センシング装置１００を長期間バッテリーで駆動することが実現できる。これにより、センシング装置１００の構造を単純化することができるので、センシング装置１００を橋梁等の構造物へ容易に設置することができる。
【００４２】
２．処理の詳細
２．１  死活監視期間に時刻同期を行う処理例
次に、本実施形態の具体的な処理例等について説明する。図４は、センシング装置１００の間欠動作と時刻同期のタイミングの関係についての例を説明する図である。図４の例では、測定期間の直前の死活監視期間Ｂ４を第１期間とし、当該第１期間において時刻同期が行われる。また、第２期間である測定期間Ａ１，Ａ２等において通信が行われる。
【００４３】
図５は、図４の第１期間における処理の流れを説明する図であり、図６は、第２期間である測定期間における処理の流れを説明する図である。なお、これらの処理の前に図９を用いて後述する初期化処理が完了しており、計時回路１１３には測定開始時刻が設定されているものとする。また、センシング装置１００は、死活監視時刻情報及び通信開始時刻情報を取得済みである。また、図５及び図６に示す処理の開始前は、センシング装置１００は図３におけるスタンバイ状態であり、バッテリーＢＡＴからのＶｂａｔは供給されているが、計時回路１１３以外は動作していない。また、図５は処理の流れを模式的に表す図であり、縦軸方向での長さが具体的な時間の長さを表すものではない。後述する図６及び図８においても同様である。
【００４４】
先ず図５の処理について説明する。計時回路１１３は、自身が保持する時刻と、死活監視時刻情報によって表される死活監視時刻との比較処理を行う。計時回路１１３は、現在時刻が死活監視時刻を過ぎた場合に、アラーム出力をオンにする。具体的には、ステップＳ４０１において、計時回路１１３は、電源回路１１１のイネーブル信号をアサートにする。ステップＳ４０２において、電源回路１１１は、Ｖｄｄを供給することによって、処理回路１２１をオンにする。言い換えれば、電源回路１１１は、計時回路１１３からの第１起動指示により起動し、第１期間において電源電圧Ｖｄｄを処理回路１２１に供給する。
【００４５】
ステップＳ４０３において、処理回路１２１は、センサー１２３をオンにして測定を開始させる。なお、死活監視期間においては、センサー１２３が情報の出力を行っていることを確認できればよく、測定を長時間継続する必要性は低い。そのため、例えば処理回路１２１は、センサー出力情報の出力が確認されたタイミングで、ステップＳ４０４において、センサー１２３をオフにして測定を終了させる。また、処理回路１２１は、図６のステップＳ１０５で後述する演算処理が行える程度の量の送信情報を生成してもよい。
【００４６】
また、死活監視期間では、ステップＳ４０３及びステップＳ４０４の処理が省略されてもよい。この場合、センサー１２３の異常は確認できないが、電源回路１１１、計時回路１１３、処理回路１２１、通信回路１２５等の動作を確認する事が可能である。
【００４７】
処理回路１２１は、ステップＳ４０４の処理後、待機や低消費電力モードへの移行を行うことなく、ステップＳ４０５において、通信回路１２５をオンにして死活監視用情報の送信を開始させる。例えばステップＳ４０６において、通信回路１２５は、任意の内容のダミーデータをホストシステム２００に送信する。なお、死活監視用情報は、死活監視を表す特定のデータ列であってもよい。なお、処理回路１２１はステップＳ４０５の処理前に、低消費電力モードへの移行処理、及び復帰処理を実行してもよい。低消費電力モードについては後述する。
【００４８】
ステップＳ４０７おいて、通信回路１２５は、ホストシステム２００から情報を受信する。ここで受信する情報は、例えば基準時刻情報、及び設定値である。設定値は、測定開始時刻情報や通信開始時刻情報を含むが、他の情報を含むようにしてもよい。基準時刻情報は、計時回路１１３が出力する時刻情報を補正するための情報であり、言い換えれば、補正用時刻情報である。例えばホストシステム２００は、インターネット等のネットワークＮＷを介して、標準時刻を取得可能である。ホストシステム２００は、当該標準時刻に基づく情報を、基準時刻情報としてセンシング装置１００に送信する。つまり、通信回路１２５は、第１期間において、補正用時刻情報を受信する。そして、ステップＳ４０８において、処理回路１２１は、通信回路１２５をオフにして通信を終了させる。
【００４９】
なお、通信開始時刻情報は、センシング装置１００ごとに異なるようにしてもよい。このようにすることで、コリジョンを回避することができる。コリジョンは、図１に示すように複数のセンシング装置１００とホストシステム２００が通信を行う場合、２以上のセンシング装置１００が同時に送信情報を送信することによって、発生する。特に、センシング装置１００とゲートウェイ端末ＧＷとの通信において、十分な再送制御を行わないプロトコルが用いられることもあるため、複数のセンシング装置１００が同時にゲートウェイ端末ＧＷに情報を送信した場合、コリジョンによって情報が失われるおそれがある。また、コリジョンは、センシング装置１００と、ゲートウェイ端末ＧＷ等の中継装置との通信に限定されず、ホストシステム２００がデータを受信する際に発生する場合もある。
【００５０】
図５に戻り、説明を続ける。ステップＳ４０９において、処理回路１２１は、ステップＳ４０７において通信回路１２５が受信した情報に基づいて、計時回路１１３の設定を行う。つまり、計時回路１１３は、第１期間において補正用時刻情報に基づいて時刻情報を補正する。
【００５１】
ステップＳ４１０において、処理回路１２１は、計時回路１１３のアラーム出力をオフにする。これにより、ステップＳ４１１において、計時回路１１３は、電源回路１１１のイネーブル信号をネゲートにする。イネーブル信号がネゲートとなることによって、電源回路１１１は、Ｖｂａｔに基づくＶｄｄの出力を停止する。具体的には、ステップＳ４１２において、電源回路１１１は、Ｖｄｄの供給を停止することによって、処理回路１２１をオフにする。つまり、電源回路１１１は、計時回路１１３からの第１停止指示により停止する。
【００５２】
次に、第２期間における処理について、図６を用いて説明する。まず計時回路１１３は、自身が保持する時刻情報と、測定開始時刻情報によって表される測定開始時刻との比較処理を行う。計時回路１１３は、現在時刻が測定開始時刻を過ぎた場合に、アラーム出力をオンにする。具体的には、ステップＳ１０１において、計時回路１１３は、電源回路１１１のイネーブル信号をアサートにする。
【００５３】
イネーブル信号がアサートとなることによって、電源回路１１１は、Ｖｂａｔに基づいてＶｄｄを出力する。具体的には、ステップＳ１０２において、電源回路１１１は、Ｖｄｄを供給することによって、処理回路１２１をオンにする。言い換えれば、電源回路１１１は、計時回路１１３からの第２起動指示により起動し、第２期間において電源電圧Ｖｄｄを処理回路１２１に供給する。
【００５４】
ステップＳ１０３において、処理回路１２１は、センサー１２３をオンにして測定を開始させる。具体的には、処理回路１２１がスイッチ素子ＳＷ１をオンにすることによって、センサー１２３にＶｄｄの供給が開始される。センサー１２３は、Ｖｄｄに基づいて動作することによって、センサー出力情報を処理回路１２１に出力する。
【００５５】
センサー１２３による１回の測定は、例えば１時間継続される。よって測定開始から１時間経過したとき、ステップＳ１０４において、処理回路１２１は、センサー１２３をオフにして測定を終了させる。具体的には、処理回路１２１がスイッチ素子ＳＷ１をオフにすることによって、センサー１２３へのＶｄｄの供給が停止される。
【００５６】
次にステップＳ１０５において、処理回路１２１は、センサー１２３からのセンサー出力情報に基づく演算処理を行って、送信情報を生成する。送信情報は、例えばセンシングの対象となる対象物に異常が発生したか否かを表す指標となる情報である。
【００５７】
例えば処理回路１２１は、センサー１２３からセンサー出力情報として加速度の時系列データを取得する。言い換えれば、処理回路１２１は、第２期間においてセンサー出力情報の取得を行う。処理回路１２１は、当該時系列データに対して、フーリエ変換等の周波数変換処理を行う。例えば処理回路１２１は、フーリエ変換の結果に基づいて、ピーク周波数や、当該ピーク周波数におけるスペクトル強度を、送信情報として求める処理を行う。なお、処理回路１２１は、あらかじめ取得しておいた平常時のピーク周波数及びスペクトル強度と、演算によって求められたピーク周波数及びスペクトル強度を比較することによって、異常が発生しているか否かを判定してもよい。この場合の送信情報は、異常発生の有無を表す情報である。
【００５８】
或いは、処理回路１２１は、加速度データに対する積分処理を行うことによって、対象物の速度や変位を求める処理を行ってもよい。送信情報は、例えば対象物の所与の部分における変位である。処理回路１２１は、求めた変位と、所与の閾値を比較することによって、異常発生の有無を判定してもよい。
【００５９】
或いは、処理回路１２１は、橋軸方向における加速度の最大振幅と、橋軸に直行する方向における加速度の最大振幅の比を表す比率情報を、送信情報として求めてもよい。ここでの比率情報は、対象物の固有振動数に相関することが知られているため、対象物のモニタリングに適した情報となる。また、固有振動数に相関する指標としては、風等の自然現象に起因する常時微動のパワースペクトルを用いる手法も知られており、本実施形態の処理回路１２１は、当該パワースペクトルに基づく情報を送信情報として演算してもよい。
【００６０】
なお、処理回路１２１は、上記の処理の前処理として、１時間の測定によって取得されたセンサー出力情報から、列車又は車等の移動体の移動期間に対応する情報を抽出する処理を行ってもよい。例えば加速度の振幅は、移動体が移動しているときに大きく、移動体が存在しない場合に小さい。よって処理回路１２１は、加速度の振幅に基づいて移動体の有無を判定できる。処理回路１２１は、連続して移動体が存在する期間を１つの移動期間と判定する。１時間の中で複数の移動体が移動した場合、移動期間は複数設定される。フーリエ変換や積分等の上記処理は、移動期間ごとに行われる。送信情報は、各移動期間において求められた指標の集合であってもよい。或いは、処理回路１２１は、各移動期間において求められた指標の統計量を求め、当該統計量を送信情報としてもよい。ここでの統計量は、平均値であってもよいし、最大値であってもよいし、他の統計量であってもよい。また、ステップＳ１０５における演算処理は、センサー出力情報から移動期間の情報を抽出する処理であってもよい。
【００６１】
図６に戻って説明を続ける。ステップＳ１０５における演算処理によって、送信対象となる送信情報が生成される。ただし本実施形態の手法では、送信情報の演算が完了するタイミングと、通信開始時刻が対応するとは限らない。よって、処理回路１２１は、図示は省略するが、ステップＳ１０５の演算処理の終了後、通信開始時刻情報によって表される通信開始時刻となるまで、待機する処理を行う。なお、処理回路１２１は、通信開始時刻になったか否かの判定に用いる現在時刻を、計時回路１１３から取得してもよい。或いは処理回路１２１は、起動時に計時回路１１３から時刻情報を取得し、それ以降は自身の動作クロック信号等を用いて現在時刻の計測を行ってもよい。また、通信開始時刻についても計時回路１１３に設定されており、通信開始時刻を過ぎたときに、計時回路１１３から処理回路１２１にアラーム信号が出力されてもよい。なお、図示等は省略するが、ステップＳ１０５の演算処理の終了後から通信開始時刻となるまで、低消費電力モードとなるようにしてもよい。また、ステップＳ１０４の後の一定期間低消費電力モードにしておき、通常動作モードに復帰してからステップＳ１０５の演算処理を実行してもよい。このようにすることで、センシング装置１００の消費電力を低減させることができる。なお、低消費電力モードについては後述する。
【００６２】
そして現在時刻が通信開始時刻となったとき、ステップＳ１０６において、処理回路１２１は、通信回路１２５をオンにして送信情報の送信を開始させる。具体的には、処理回路１２１がスイッチ素子ＳＷ２をオンにすることによって、通信回路１２５にＶｄｄの供給が開始される。ステップＳ１０７において、通信回路１２５は、Ｖｄｄに基づいて動作することによって、送信情報をホストシステム２００に送信する。なお、図１を用いて前述したように、ホストシステム２００との通信は、ゲートウェイ端末ＧＷ等を介した通信であってもよい。
【００６３】
本実施形態の通信回路１２５は、送信情報の送信後、所与の受信期間において、ホストシステム２００からの情報を受信可能であってもよい。当該受信期間以外での受信を抑制することによって、通信回路１２５が動作する時間を短くできるため、消費電力の低減が可能になる。
【００６４】
ステップＳ１０８において、通信回路１２５は、ホストシステム２００からの設定値を受信する。ここで受信する設定値は、例えば次回の死活監視時刻情報を含むが、他の情報を含むようにしてもよい。なお、図５のステップＳ１０８において、通信回路１２５はホストシステム２００から基準時刻情報を受信する必要は無いため図示していないが、基準時刻情報を受信してもよい。
【００６５】
受信期間の終了後、ステップＳ１０９において、処理回路１２１は、通信回路１２５をオフにして通信を終了させる。具体的には、処理回路１２１がスイッチ素子ＳＷ２をオフにすることによって、通信回路１２５へのＶｄｄの供給が停止される。
【００６６】
ステップＳ１１０において、処理回路１２１は、ステップＳ１０８において通信回路１２５が受信した情報に基づいて、計時回路１１３の設定を行う。具体的には、処理回路１２１は、基準時刻情報に基づいて計時回路１１３の時刻情報を補正する。また、処理回路１２１は、測定開始時刻情報及び死活監視時刻情報を計時回路１１３に設定する処理を行う。これにより、計時回路１１３は、測定開始時刻又は死活監視時刻にアラーム出力をオンにすることが可能になる。後述するように、ここで設定される測定開始時刻又は死活監視時刻は、次回以降の測定期間又は死活監視期間を開始するための情報である。
【００６７】
ステップＳ１１１において、処理回路１２１は、計時回路１１３のアラーム出力をオフにする。これにより、ステップＳ１１２において、計時回路１１３は、電源回路１１１のイネーブル信号をネゲートにする。イネーブル信号がネゲートとなることによって、電源回路１１１は、Ｖｂａｔに基づくＶｄｄの出力を停止する。具体的には、ステップＳ１１３において、電源回路１１１は、Ｖｄｄの供給を停止することによって、処理回路１２１をオフにする。
【００６８】
図５と図６に示すように、測定期間と死活監視期間とで、処理の流れが異なる。よって処理回路１２１は、電源回路１１１からＶｄｄの供給が開始されて動作を開始したときに、現在時刻が測定期間か死活監視期間かを判定する。そして、処理回路１２１は、当該判定結果に基づいて、図５に示す処理を行うか、図６に示す処理を行うかを決定する処理を実行する。なお、処理回路１２１の起動前に、測定開始時刻情報及び死活監視時刻情報を受信済であるため、処理回路１２１は、それらの情報と現在時刻とに基づいて、現在時刻が測定期間か死活監視期間かを判定することが可能である。
【００６９】
以上のように、電源回路１１１は、計時回路１１３からの第１起動指示により起動し、第１期間において電源電圧Ｖｄｄを処理回路１２１に供給し、通信回路１２５は、第１期間において補正用時刻情報を受信し、計時回路１１３は、第１期間において補正用時刻情報に基づいて時刻情報を補正し、電源回路１１１は、計時回路１１３からの第１停止指示により停止する。また、電源回路１１１は、計時回路１１３からの第２起動指示により起動し、第２期間において電源電圧Ｖｄｄを処理回路１２１に供給し、処理回路１２１は、第２期間においてセンサー出力情報の取得を行う。このようにすることで、センサー出力情報の取得を行う第２期間をより正確な開始時刻で開始させることができるとともに、電源回路１１１や処理回路１２１等を起動する期間を最小限にできることから、消費電力を低減することができる。また、第２期間の開始時刻の精度が低下すると、通信開始時刻の精度も低下するため、前述のコリジョンが発生する可能性が有るが、本実施形態の手法によれば、より正確な通信開始時刻で通信を開始させることができるため、コリジョンの発生を未然に防ぐことができる。
【００７０】
また、死活監視期間Ｂ４を第１期間として説明したが、死活監視期間Ｂ１〜Ｂ３のいずれかの期間を第１期間としてもよく、全ての死活監視期間を第１期間としてもよい。言い換えれば、第１期間は、センシング装置が正常に動作しているか否かを確認するための期間である死活監視期間であってもよい。このようにすることで、センシング装置１００をアクティブにする期間を増やす必要が無くなるため、センシング装置１００の起動に必要最低限の期間を用いて、センサー出力の取得を行う第２期間をより正確な開始時刻で開始させることができる。
【００７１】
また、本実施形態において、通信回路１２５は、測定開始時刻情報を受信し、計時回路１１３は、測定開始時刻情報により指定される測定開始時刻で電源回路１１１を起動する。このようにすることで、測定開始時刻前は電源回路１１１や処理回路１２１等を起動しないでおくことができるため、センシング装置１００の消費電力を低減することができる。
【００７２】
なお、死活監視期間Ｂ１〜Ｂ３についても同様の処理を実行することで死活監視を実現できることを前述したが、死活監視期間Ｂ１〜Ｂ３は、測定開始直前の死活監視期間ではないため、一部の処理を省略してもよい。一部の処理とは、例えば、図５のステップＳ４０７のように、ホストシステム２００から基準時刻情報を受信する処理や、ステップＳ４０９のように、処理回路１２１が、ステップＳ４０７で通信回路１２５が受信した情報に基づいて、計時回路１１３の設定を行う処理である。
【００７３】
２．２  測定開始前に時刻同期を行う処理例
前述の図４〜図６は、死活監視期間Ｂ４を第１期間としている例であるが、上述の通り、第１期間から第２期間までの間、言い換えれば死活監視期間Ｂ４から測定期間Ａ１，Ａ２等までの間は、１週間程度のタイムラグが発生し得る。図４〜図６の時刻同期についての説明は、当該タイムラグによって計時回路１１３の誤差時間が蓄積される場合についてまでは考慮されていない。
【００７４】
そこで、本実施形態の時刻同期は、測定開始時刻より前の補正指示時刻において、時刻同期を行うようにしてもよい。図７は、センシング装置１００の間欠動作と時刻同期のタイミングの関係についての別の例を説明する図である。図７は、補正指示時刻の開始により期間Ｃが追加され、当該期間Ｃで時刻同期を行う点が、図４と異なる。また、当該期間Ｃと測定期間Ａ１，Ａ２等との期間Ｔ５は、計時回路１１３に蓄積され得る誤差時間よりも長い期間である。このようにすることで、センシング装置１００は、期間Ｃにおいて時刻同期を行った後、確実に測定期間Ａ１，Ａ２等において測定を開始することができる。なお、図７は模式的な図であり、横軸方向の長さは、必ずしも具体的な時間の長さと一致するとは限らない。
【００７５】
図８は、期間Ｃにおける処理の流れの例を説明する図である。なお、図８の処理の前に、後述する図９を用いて後述する初期化処理が完了しており、計時回路１１３には補正指示時刻が設定されているものとする。また、図８と図５を比較すればわかるように、期間Ｃにおける処理は、第１期間における処理、言い換えれば、死活監視期間における処理に準ずる。ただし、図８の期間Ｃにおいては、センシング装置１００の時刻同期に必要な情報を取得できればよいため、図５に示す処理の一部を省略可能であるが、省略しなくてもよい。
【００７６】
計時回路１１３は、自身が保持する時刻と、時刻情報によって表される補正指示時刻との比較処理を行う。計時回路１１３は、現在時刻が補正指示時刻を過ぎた場合に、アラーム出力をオンにする。具体的には、図５のステップＳ４０１と同様に、ステップＳ１４０１において、計時回路１１３は、電源回路１１１のイネーブル信号をアサートにする。そして、図５のステップＳ４０２と同様に、ステップＳ１４０２において、電源回路１１１は、Ｖｄｄを供給することによって、処理回路１２１をオンにする。なお、図８の処理においては、センサー１２３の異常を確認する必要は無いため、図５のステップＳ４０３及びステップＳ４０４に相当する処理は省略されている。同様に、電源回路１１１、計時回路１１３、処理回路１２１、通信回路１２５等の動作を確認する処理を省略している。
【００７７】
図５のステップＳ４０５と同様に、ステップＳ１４０５において、通信回路１２５をオンにし、補正指示用情報の送信を開始させる。例えば図５のステップＳ４０６と同様に、ステップＳ１４０６において、通信回路１２５は、任意の内容のダミーデータをホストシステム２００に送信する。なお、補正指示用情報は、補正指示を表す特定のデータ列であってもよい。
【００７８】
図５のステップＳ４０７と同様に、ステップＳ１４０７おいて、通信回路１２５は、ホストシステム２００から基準時刻情報及び設定値を受信する。そして、図５のステップＳ４０８と同様に、ステップＳ１４０８おいて、通信回路１２５は、ステップＳ４０８において、処理回路１２１は、通信回路１２５をオフにして通信を終了させる。
【００７９】
図５のステップＳ４０９と同様に、ステップＳ１４０９において、処理回路１２１は、前述のステップＳ１４０７において通信回路１２５が受信した基準時刻情報に基づいて、計時回路１１３の設定を行う。その後の、ステップＳ１４１０〜ステップＳ１４１２は、図５のステップＳ４１０〜ステップＳ４１２と同様である。
【００８０】
以上のように、補正指示時刻において、電源回路１１１は計時回路１１３からの指示により起動し、通信回路１２５は、電源回路１１１が起動した後に補正用時刻情報を受信し、計時回路１１３は、補正用時刻情報に基づいて時刻情報を補正し、処理回路１２１は、計時回路１１３が時刻情報を補正した後に、センサー出力情報の取得を行うようにしてもよい。
【００８１】
このようにすることで、センシング装置１００による測定開始の直前に時刻を同期することができるため、センシング装置１００の測定期間をより正確な開始時刻で開始させることができる。
【００８２】
そして、センシング装置１００は、図８の処理を行った後、図６に示した処理例に準じた処理を実行する。ただし、センシング装置１００は次回の補正指示時刻を改めて記憶する必要があることに留意しなければならない。
【００８３】
そこで、本実施形態の手法は、センシング装置１００とホストシステム２００と、を含むセンシングシステム１０に適用するようにしてもよい。さらに、本実施形態のホストシステム２００は、センシング装置１００の時刻情報の誤差時間を予測し、当該予測による誤差時間以上前の時刻でセンシング装置１００の電源回路１１１を起動させるようにしてもよい。具体的には、ホストシステム２００は、センシング装置１００の計時回路１１３に生じる誤差を予測し、測定開始時刻から当該誤差時間を考慮して補正指示時刻を求める。そして、ホストシステム２００は、図６のステップＳ１０８において通信回路１２５に送信する設定値に、上記予測に基づく測定開始時刻及び補正指示時刻を含めるようにすることで、実現することができる。なお、ここでの設定値には、上記予測に基づく通信開始時刻を含めてもよい。
【００８４】
なお、当該設定値には測定開始時刻が含まれていることは、言い換えれば、図７と図８に示した例においても、センシング装置１００側の通信回路１２５は、測定開始時刻情報を受信し、計時回路１１３は、測定開始時刻情報により指定される測定開始時刻で電源回路１１１を起動するようにしていることを意味する。
【００８５】
このようにすることで、センサー１２３による測定開始前に、計時回路１１３の時刻同期を確実に行うことができるとともに、時刻同期から測定開始までの時間を極力短く設定することができるので、センシング装置１００の消費電力を低減することができる。
【００８６】
２．３  その他の処理例
また、本実施形態のセンシング装置１００やセンシングシステム１０における処理は、様々な変形実施が可能である。例えば、前述した処理例において、時刻同期を行ってから、測定を開始するまでの期間を短くできるならば、時刻同期の処理の終了により電源回路１１１をシャットダウンした後、すぐに通信開始時刻を迎え、計時回路１１３がアラーム出力をオンにするという制御を行うことは、必ずしも好ましいとは言えない。
【００８７】
そこで、本実施形態において、処理回路１２１は、計時回路１１３が時刻情報を補正した後、センサー出力情報の取得を開始するまで、低消費電力モードとなるようにしてもよい。具体的には、図示は省略するが、処理回路１２１は、図５のステップＳ４０９や図８のステップＳ１４０９の処理を実行後に低消費電力モードへ移行し、その後の測定開始時刻前に、通常動作モードへ復帰する処理を実行し、その後、図６のステップＳ１０３以降の処理を実行することで、実現することができる。なお、処理回路１２１は、時刻同期後、測定開始時刻までの期間に、複数回に分けて低消費電力モードに移行してもよい。
【００８８】
なお、ここでの低消費電力モードとは、通常動作モードに比べて消費電力の少ない動作モードである。例えば、通常動作モードにおける処理回路１２１の動作クロックが第１周波数であり、低消費電力モードにおける処理回路１２１の動作クロックが第２周波数である場合、第２周波数は第１周波数に比べて低い周波数である。或いは、処理回路１２１が複数の回路ブロックから構成される場合に、通常動作モードはすべての回路ブロックが動作するモードであり、低消費電力モードは少なくとも１つの回路ブロックが停止する動作モードである。或いは、低消費電力モードは少なくとも１つの回路ブロックに供給されるクロック信号の周波数が、通常動作モードに比べて低くなる動作モードであってもよい。以上のように、低消費電力モードは消費電力が相対的に低下するモードであればよく、低消費電力モードにおける具体的な動作は種々の変形実施が可能である。
【００８９】
また、処理回路１２１は、通信開始時刻よりも前のタイミングにおいて、通常動作モードに復帰することに留意する必要がある。そのため、例えば、ホストシステム２００は、図６のステップＳ１０８において通信回路１２５に送信する設定値に、前述の測定開始時刻及び補正指示時刻の他、さらに通常動作モード復帰時刻を含めるようにしてもよい。このようにすれば、図５のステップＳ４１０〜ステップＳ４１２又は図８のステップＳ１４１０〜ステップＳ１４１２と、図６のステップＳ１０１〜ステップＳ１０２が省略できることから、時刻同期から測定開始までの処理を単純化しつつ、消費電力を低減することができる。
【００９０】
また、図４の間欠動作において、死活監視期間Ｂ４から測定期間Ａ１，Ａ２等までは１週間程度の期間が有る事を前述したが、例えば、死活監視期間が属する日を、測定期間が属する日の前日にすることを、ホストシステム２００が調整できるようにしてもよい。言い換えれば、本実施形態のセンシングシステム１０において、ホストシステム２００は、死活監視期間が属する日を、測定期間が属する日の前の日になるように調整し、死活監視期間において補正用時刻情報を送信するようにしてもよい。例えば、図４で、測定期間が属する日を毎月の１日とし、死活監視期間が属する日を毎週水曜日としていること前述したが、この場合、測定期間が属する日の前日が水曜日になるとは限らない。そこで、例えば、ホストシステム２００は、図６のステップＳ１０８で設定値を通信回路１２５に送信するときに、次回の測定開始時刻情報が属する日の曜日を求め、当該曜日の前の曜日を死活監視期間の曜日となるように、設定値を演算してもよい。例えば、次回の測定開始時刻が属する日が火曜日であるならば、ホストシステム２００は、死活監視期間が属する日を毎週月曜日となるように設定値に反映させることで実現できる。
【００９１】
なお、上述の死活監視期間を毎週水曜としている設定自体は変更せずに、測定開始時刻が属する日の前日を新たな死活監視期間Ｂ６として追加する処理を行うことで実現してもよい。この場合、時刻同期は死活監視期間Ｂ６で行うようにしてもよい。
【００９２】
このようにすることで、時刻同期を行う死活監視期間が属する日と測定期間が属する日が隣接することから、より正確に測定期間を開始させることができる。
【００９３】
また、以上では、通信回路１２５が、１回の受信処理において、１ヶ月分の情報を受信する例を示した。例えば、所与の起動期間において、通信回路１２５は、次の１回の測定期間で用いられる情報と、次の４回の死活監視期間で用いられる情報とを受信する。ただし、通信回路１２５は、１回の受信処理においてより多くの情報を受信してもよい。例えば通信回路１２５は、所与の起動期間において、Ｍヶ月分の情報を受信してもよい。Ｍは２以上の整数である。例えば、所与の起動期間において、通信回路１２５は、次のＭ回の測定期間で用いられる情報と、次の４×Ｍ回の死活監視期間で用いられる情報とを受信する。このようにすれば、測定開始時刻情報、死活期間時刻情報、通信開始時刻情報の受信や設定の回数を削減することが可能になる。ただし、計時回路１１３の時刻情報の誤差時間を考慮すれば、基準時刻情報についてはある程度の頻度で受信されることが望ましい。
【００９４】
なお、Ｍヶ月分等の情報を受信する場合、測定開始時刻情報は、Ｍ回分の測定開始時刻を特定する情報、例えば年、月、日、時、分、秒を特定する情報をＭ個だけ含む情報であってもよい。或いは測定開始時刻情報は、「毎月１日の午前１０時」等の情報であってもよい。通信開始時刻情報についても同様である。また、死活監視時刻情報は、年、月、日、時、分、秒を特定する情報の集合であってもよいし、「毎週水曜日の午前０時」等の情報であってもよい。また、「毎月１日の午前１０時」や「毎週水曜日の午前０時」等の情報を用いる場合、当該情報を用いる期間は可変であってもよい。例えば、センシング装置１００では、ホストシステム２００から測定開始時刻情報等の変更が指示されない限り、受信した情報を継続して利用してもよい。
【００９５】
また、以上では、受信した情報が直近の測定期間で用いられる例を示した。しかし所与の起動期間で受信された測定開始時刻情報や通信開始時刻情報が、次の測定期間ではなく、さらに次の測定期間、或いはそれ以降の測定期間で利用されてもよい。死活監視時刻情報、通信開始時刻情報についても同様である。
【００９６】
その他、測定開始時刻情報等を受信するタイミングや、受信した情報が利用されるタイミングは、種々の変形実施が可能である。
【００９７】
２．４  初期化処理
上記のように、本実施形態の手法では、計時回路１１３のアラーム出力によって電源回路１１１が起動した後、電源回路１１１からのＶｄｄが供給されることによって処理回路１２１が動作を開始する。また、計時回路１１３のアラーム出力がオンになるタイミングは、処理回路１２１によって測定開始時刻等が設定されることによって決定される。よって処理回路１２１による設定が行われていない状態では、計時回路１１３がアラーム出力を行わないため、電源回路１１１が起動しない。また、電源回路１１１が起動していない状態では処理回路１２１が動作しないため、処理回路１２１から計時回路１１３の設定を行うこともできない。結果としてセンシング装置１００が動作を開始できない。
【００９８】
よって本実施形態では、図５、図６及び図８に示した処理とは別に、初期化処理が行われてもよい。初期化処理は、例えばセンシング装置１００を対象物に設置する前に行われる処理である。
【００９９】
図９は、初期化処理の流れを説明する図である。この処理が開始されると、まずセンシング装置１００にバッテリーＢＡＴが接続される。これにより、ステップＳ５０１において、計時回路１１３を含む第１回路１１０にＶｂａｔが供給される。
【０１００】
次に、ステップＳ５０２において、ユーザーが電源回路１１１のイネーブル信号を手動でアサートする。ステップＳ５０２の処理は、例えばジャンパーピン等を用いて行われる。
【０１０１】
イネーブル信号がアサートとなることによって、電源回路１１１は、Ｖｂａｔに基づいてＶｄｄを出力する。具体的には、ステップＳ５０３において、電源回路１１１は、Ｖｄｄを供給することによって、処理回路１２１をオンにする。
【０１０２】
ステップＳ５０４において、処理回路１２１は、計時回路１１３の設定を行う。具体的には、処理回路１２１は、基準時刻情報に基づいて計時回路１１３の時刻情報を補正する。また、処理回路１２１は、測定開始時刻情報及び死活監視時刻情報を計時回路１１３に設定する処理を行う。これにより、計時回路１１３は、測定開始時刻又は死活監視時刻にアラーム出力をオンにすることが可能になる。なお、図７等に示した補正指示時刻についても、同様に、計時回路１１３に設定する処理をさらに行ってもよい。ステップＳ５０４の処理は、例えば図２のインターフェース１２７を介して接続された外部の情報処理装置を用いて行われる。例えばユーザーは、ＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置からコマンドを送信することによって、処理回路１２１に計時回路１１３の設定を行わせる。また、ここでのコマンドは、通信開始時刻情報をセンシング装置１００に設定するコマンドを含む。例えばステップＳ５０４において、記憶部１２９は、インターフェース１２７を介して入力された通信開始時刻情報を記憶する。
【０１０３】
ステップＳ５０５において、処理回路１２１は、計時回路１１３の設定が終了した旨の通知を情報処理装置に送信する。ステップＳ５０５の処理は、ステップＳ５０４と同様にインターフェース１２７を介して行われる。例えば処理回路１２１は、情報処理装置からのコマンド入力に対する応答として、ステップＳ５０５の終了通知を送信する。ステップＳ５０５の後、ステップＳ５０６において、処理回路１２１は、スタンバイの準備処理を実行する。
【０１０４】
終了通知を受けたユーザーは、ステップＳ５０７において、電源回路１１１のイネーブル信号を手動でネゲートにする。ステップＳ５０７の処理は、ステップＳ５０２と同様に、ジャンパーピン等を用いて行われる。イネーブル信号がネゲートとなることによって、電源回路１１１は、Ｖｂａｔに基づくＶｄｄの出力を停止する。具体的には、ステップＳ５０８において、電源回路１１１は、Ｖｄｄの供給を停止することによって、処理回路１２１をオフにする。
【０１０５】
図９に示す初期化処理を行うことによって、計時回路１１３に測定開始時刻等が設定される。そのため、図５、図６及び図８に示す処理を適切に実行することが可能になる。また、図９の処理の終了時には、電源回路１１１及び処理回路１２１が停止している状態となるため、消費電力の低減が可能である。
【０１０６】
なお、処理回路１２１は、Ｖｄｄの供給を受けて動作を開始した場合に、初期化処理と、測定処理と、死活監視処理のいずれの処理を行うかを判定してもよい。例えば記憶部１２９は、初期化済フラグを記憶する。例えば初期化済フラグがオフの場合、処理回路１２１は、外部の情報処理装置からのコマンドを受け付ける処理を行う。これにより、図９に示す初期化処理を適切に実行できる。また、初期化処理を行った際に、ユーザーは情報処理装置からのコマンド等を用いて、初期化済フラグをオンにする処理を行う。初期化済フラグがオンの場合、処理回路１２１は、測定処理又は死活監視処理を実行する。処理回路１２１は、現在時刻と、測定開始時刻及び死活監視時刻とを比較することによって、測定処理と死活監視処理のいずれを行うかを判定する。このようにすれば、処理回路１２１は、状況に応じた適切な処理を実行できる。また、同様に、処理回路１２１は、図８に示した補正指示時刻における処理を行うかをさらに判定できるようにしてもよい。
【０１０７】
３．センシング装置１００及びセンシングシステム１０の適用例
本実施形態のセンシング装置１００は、例えば構造物を移動体が移動したときの、当該構造物の変形を表す物理量を検出する。ここでの構造物は、例えば図１０に示すように、橋梁である。センシング装置１００は、橋梁の所与の位置に配置され、橋梁を移動体が移動したときの変形を検出する。なお、ここでの移動体は、列車であってもよいし、自動車であってもよいし、他の移動体であってもよい。また、構造物は橋梁に限定されず、ビル等の建物、道路、塔、電柱、ダム、等の他の人工構造物に拡張できる。また、ここでの構造物は、山、河、崖等の自然構造物を含んでもよい。また、移動体は、構造物上を移動するものに限定されず、構造物の近傍を移動してもよい。例えば線路の近傍に建設されたビルが本実施形態に係る構造物であり、センシング装置１００は、列車が線路を通過した際のビルの振動や変位を検出してもよい。
【０１０８】
また、センシング装置１００は、工場等に配置される機械のメンテナンスに用いられてもよい。例えば、センシング装置１００は、可動部を有する機器の動作に伴う変位等を測定する。ここでの機械とは、例えば製品の製造に用いられる製造装置であってもよいし、包装等を行う機械であってもよい。また、機械は、アームやエンドエフェクターを有するロボットであってもよい。また、メンテナンスの対象は機械に限定されず、当該機械が設置される環境、例えば床や壁面等であってもよい。
【０１０９】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また、センシング装置、センシングシステム等の構成及び動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…センシングシステム、１００，１００−１〜１００−Ｎ…センシング装置、１１０…第１回路、１１１…電源回路、１１３…計時回路、１２０…第２回路、１２１…処理回路、１２３…センサー、１２５…通信回路、１２７…インターフェース、１２９…記憶部、２００…ホストシステム、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３…スイッチ素子、ＧＷ…ゲートウェイ端末、ＮＷ…ネットワーク、ＢＡＴ…バッテリー
【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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