(57)【要約】【課題】環境情報装置におけるケーブルの敷設工数や各種コストを低減する。【解決手段】環境計測器と該環境計測器が計測した環境情報を需要者に提供する環境情報提供装置との間をマルチドロップ通信方式で接続する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境計測器と該環境計測器が計測した環境情報を需要者に提供する環境情報提供装置との間をマルチドロップ通信方式で接続したことを特徴とする環境情報装置。
【請求項２】
マルチドロップ通信方式は、平衡型で環境情報を伝送するＲＳ−４８５シルアル・インターフェースであることを特徴とする請求項１記載の環境情報装置。
【請求項３】
環境計測器と環境情報提供装置とを物理的に接続するマルチドロップ通信方式に準拠した信号伝送線には雷サージ対策がなされていることを特徴とする請求項１または２記載の環境情報装置。
【請求項４】
環境情報提供装置は、マルチドロップ通信方式で接続された複数の環境計測器から取得した各種環境情報を相互に付き合わせて相互矛盾をチェックすることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の環境情報装置。
【請求項５】
マルチドロップ通信方式で環境情報提供装置に接続された複数の環境計測器の種類の組み合わせは任意であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の環境情報装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境情報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境計測器の一種として、例えば風向・風速計や温度計等々の気象計測機器がある。近年、このような環境計測器の計測情報（環境情報）を環境情報サーバ（環境情報提供装置）を介して種々の需要者に提供することが行われている。このような環境情報サーバは、環境計測器の計測信号をＬＡＮあるいはＩＳＤＮ等の各種通信回線を介して需要者のクライアントコンピュータに送信するものであり、各種の環境計測器から入力される計測信号を各環境計測器に対応して設けられた変換モジュールで所定形式の出力信号にそれぞれ変換してサーバ機能を有する処理モジュールに提供し、この処理モジュールから各種の環境情報をクライアントコンピュータに送信する。上記変換モジュールや処理モジュールは、専用プログラムに基づいて各種処理を実現する一種のボードコンピュータである。本願では、上記環境計測器と環境情報提供装置とから成るシステムを環境情報装置という。なお、出願人は、このような環境情報装置に関する先行技術文献及びその所在に関する情報を現時点では所持していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記変換モジュールは、各々に環境計測器の種類に対応した専用の信号変換機能を有するものであり、例えば風向・風速計に対しては当該風向・風速計専用の信号変換機能を有し、また温度計に対しては当該温度計専用の信号変換機能を有するものである。環境計測器は、種類に応じて出力信号の形態が異なるので、各変換モジュールは、必然的に自らに接続される環境計測器の種類に応じたものとなる。したがって、従来の環境計測器と環境情報サーバとから構成されるシステム（環境情報装置）では、環境計測器と変換モジュールとが１対１で接続される構成を取らざるを得ず、よって環境計測器の個数に応じて変換モジュールの数が増えるのでコストアップになると共に、環境計測器と変換モジュールとをケーブルでそれぞれ接続する必要があるので、ケーブルの敷設工数と費用とが掛かる。また、このケーブルは屋外に敷設されるものなので、各ケーブル毎に落雷等に対するサージ対策を取る必要があるため、これによってもコストアップを招く。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、環境情報装置におけるケーブルの敷設工数や各種コストの低減を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、環境計測器と該環境計測器が計測した環境情報を需要者に提供する環境情報提供装置との間をマルチドロップ通信方式で接続するという構成を採用する。
【０００６】
また、第２の手段として、上記第１の手段において、マルチドロップ通信方式は、平衡型で環境情報を伝送するＲＳ−４８５シルアル・インターフェースであるという構成を採用する。
【０００７】
第３の手段として、上記第１または第２の手段において、環境計測器と環境情報提供装置とを物理的に接続するマルチドロップ通信方式に準拠した信号伝送線には雷サージ対策がなされているという手段を採用する。
【０００８】
第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、環境情報提供装置は、マルチドロップ通信方式で接続された複数の環境計測器から取得した各種環境情報を相互に付き合わせて相互矛盾をチェックするという手段を採用する。
【０００９】
第５の手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、マルチドロップ通信方式で環境情報提供装置に接続された複数の環境計測器の種類の組み合わせは任意であるという手段を採用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる環境情報装置の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本環境情報装置の要部機能構成を示すブロック図である。この図において、符号Ａ０〜Ａｎは環境計測器、Ｓは環境情報サーバ（環境情報提供装置）、またＷは信号伝送ケーブルである。
【００１２】
環境計測器Ａ０〜Ａｎは、各々に気象情報（環境情報）を計測する各種気象用環境計測器であり、例えば環境計測器Ａ０は風向・風速計、環境計測器Ａ１は雨量計である。このような各環境計測器Ａ０〜Ａｎは、各々にセンサ部ａ０〜ａｎ及びＲＳ−４８５通信部ｂ０〜ｂｎから構成されている。各環境計測器Ａ０〜Ａｎは、ＲＳ−４８５シルアル・インターフェースに準拠した信号伝送ケーブルＷを介して環境情報サーバＳと通信を行うものであり、その性質上屋外に設置されている。
【００１３】
各センサ部ａ０〜ａｎは、各々に特定の気象情報を所定形式の気象データとして計測し、当該気象データを一時的に蓄積すると共にＲＳ−４８５通信部ｂ０〜ｂｎに出力する。例えば、センサ部ａ０は風向に関わる風向データ及び風速に関わる風速データを気象データとして計測し、センサ部ａ１は、降雨量に関わる雨量データを気象データとして計測する。
【００１４】
各ＲＳ−４８５通信部ｂ０〜ｂｎは、各々に、環境情報サーバＳの送信要求に応答して上記気象データをＲＳ−４８５シルアル・インターフェースに準拠したパケットに組み込んで環境情報サーバＳに送信する。上記ＲＳ−４８５シルアル・インターフェースは、周知のようにマルチドロップ接続形式かつ平衡伝送方式の１対多対応の通信方式であり、１つのノードが１本の平衡型通信線路を用いて１あるいは多数のノードとポーリングによって時分割通信を行うものである。なお、ＲＳ−４８５シルアル・インターフェースではノードの最大接続数が３２台に制限されているので、環境計測器Ａ０〜Ａｎの接続数ｎは、３１以下の台数に制限される。
【００１５】
環境情報サーバＳは、端子・変換モジュールＣと処理モジュールＰとから構成されており、信号伝送ケーブルＷを介することにより複数（ｎ＋１個）の環境計測器Ａ０〜Ａｎとの間でＲＳ−４８５シルアル・インターフェースに準拠した１対多の通信を行う。この環境情報サーバＳは、上記各環境計測器Ａ０〜Ａｎとは異なり屋内に設置されている。設置現場にも依るが、環境情報サーバＳと環境計測器Ａ０〜Ａｎとは数百メートル離して設置される場合があり、したがって信号伝送ケーブルＷは、このような環境情報サーバＳと環境計測器Ａ０〜Ａｎとを接続するためにその一部が屋外に敷設されることになる。
【００１６】
このうち、端子・変換モジュールＣは、上記複数（ｎ個）の環境計測器Ａ０〜ＡｎとＲＳ−４８５シルアル・インターフェースに準拠した１本の信号伝送ケーブルＷで接続されている。この端子・変換モジュールＣは、ＲＳ−４８５通信部１と統計処理部２とから構成されている。ＲＳ−４８５通信部１は、上記各環境計測器Ａ０〜ＡｎのＲＳ−４８５通信部ｂ０〜ｂｎと通信を行うことにより、各センサ部ａ０〜ａｎが計測した各種気象データを取得する。統計処理部２は、当該ＲＳ−４８５通信部１が各環境計測器Ａ０〜Ａｎ（正確には各ＲＳ−４８５通信部ｂ０〜ｂｎから取得した数日程度の期間に亘る各種気象データを記憶保存すると共に当該気象データに所定の統計処理を施し、当該統計処理の結果や気象データを処理モジュールＰに出力する。
【００１７】
一方、処理モジュールＰは、気象データ回収部３とＷｅｂ配信部４とから構成されている。気象データ回収部３は、上記統計処理部２から所望の気象データを回収して数ヶ月程度の期間に亘る気象データを記憶保存すると共に、当該気象データをＷｅｂ配信部４に提供する。Ｗｅｂ配信部４は、インターネットを介して需要者の気象情報に関する各種の提供要求を受け付けると共に、当該提供要求に応答して気象情報をインターネットを介して需要者の通信機器に送信する。
【００１８】
続いて、図２は、上記信号伝送ケーブルＷ及び各ＲＳ−４８５通信部１，ｂ０の入出力部の詳細構成を示す回路図である。なお、他のＲＳ−４８５通信部ｂ１〜ｂｎの入出力部の構成はＲＳ−４８５通信部ｂ０の構成と同一なので、この図では省略している。
【００１９】
この図に示すように、信号伝送ケーブルＷは、平衡伝送方式を採用するＲＳ−４８５シルアル・インターフェースに準拠しているので、２本の芯線ｗ１，ｗ２及びシールド線ｗ３から構成されている。このような信号伝送ケーブルＷを信号を送受信するＲＳ−４８５通信部１の入出力部は、各芯線ｗ１，ｗ２に対応して設けられた２つの入出力抵抗１ａ，１ｂと、当該入出力抵抗１ａ，１ｂの一端（芯線ｗ１，ｗ２側）間に介挿された３端子型避雷器１ｃと、入出力抵抗１ａ，１ｂの他端に介挿されたバリスタ１ｄとから構成されている。なお、上記３端子型避雷器１ｃの中間端子とシールド線ｗ３の端部とは共に接地されている。
【００２０】
これに対して、ＲＳ−４８５通信部ｂ０の入出力部は、上記各芯線ｗ１，ｗ２に対応して設けられた２つの入出力抵抗ｃ０，ｄ０と、当該入出力抵抗ｃ０，ｄ０の一端（芯線ｗ１，ｗ２側）間に介挿された３端子型避雷器ｅ０と、入出力抵抗ｃ０，ｄ０の他端に介挿されたバリスタｆ０とから構成されている。なお、シールド線ｗ３のＲＳ−４８５通信部ｂ０側端部は接地されておらず、通常は浮いている。これは、ＲＳ−４８５通信部１側が接地されているために２点接地を避ける目的である。しかし、被雷してシールド線ｗ３のＲＳ−４８５通信部ｂ０側の電位が上昇した時には、２端子型避雷器ｇ０を通してグランドに雷電流を流す。３端子型避雷器ｅ０の中間端子は、直接接地されている。
【００２１】
次に、本環境情報装置における環境情報サーバＳの気象データの収集動作について、図３等をも参照して説明する。
【００２２】
環境情報サーバＳは、ＲＳ−４８５シルアル・インターフェースに準拠したポーリング通信により、各環境計測器Ａ０〜Ａｎから気象データを所定の順番で順次収集する。すなわち、環境情報サーバＳのＲＳ−４８５通信部１は、予め決められた所定の順番、例えば環境計測器Ａ０→環境計測器Ａ１→……→環境計測器Ａｎの順番で各環境計測器Ａ０〜ＡｎのＲＳ−４８５通信部ｂ０〜ｂｎにポーリング信号を送信することにより、当該ポーリング信号に対する応答信号として各環境計測器Ａ０〜Ａｎのセンサ部ａ０〜ａｎが時々刻々と計測した気象データを順次取得する。
【００２３】
上記ポーリング信号及び応答信号のパケット構成は、図３に示すようにヘッダ、テキスト及び誤り制御の各ビット列から構成されている。このうちヘッダは、通信先ＩＤ、通信元ＩＤ及びセンサ種別をそれぞれ格納するビット列から構成され、テキストは、コマンド及びパラメータをそれぞれ格納するビット列から構成されている。また、誤り制御は、上記各ビット列の誤り訂正符号が格納されるビット列である。
【００２４】
例えば環境計測器Ａ０から気象データを取得する場合、ＲＳ−４８５通信部１は、通信元ＩＤとして環境情報サーバＳ固有の器機ＩＤ「００」を設定すると共に、通信先ＩＤとして環境計測器Ａ０固有の器機ＩＤ「０１」を設定し、またコマンドとして環境情報サーバＳへの気象データの送信を指示する符号を設定したパケットをポーリング信号として信号伝送ケーブルＷに送信する。
【００２５】
これに対して、環境計測器Ａ０のＲＳ−４８５通信部ｂ０は、このようなポーリング信号を受信すると、センサ部ａ０から気象データ（風向・風速データ）を取得して上記パラメータに格納すると共に、センサ部ａ０のセンサ種別つまり「風向風速計」を示す符号をセンサ種別に格納し、さらに通信元ＩＤとして環境計測器Ａ０の器機ＩＤ「０１」を設定すると共に、通信先ＩＤとして環境情報サーバＳの器機ＩＤ「００」を設定したパケットを応答信号として信号伝送ケーブルＷに送信する。
【００２６】
環境情報サーバＳのＲＳ−４８５通信部１は、このような応答信号を受信すると、「パラメータ」から気象データ（風向・風速データ）を取り出して統計処理部２に出力する。ＲＳ−４８５通信部１は、このようにして環境計測器Ａ０から気象データを取得すると、同様にして環境計測器Ａ１→……→環境計測器Ａｎの順番でポーリング信号を順次送信することにより、端子・変換モジュールＣに信号伝送ケーブルＷを介して接続された全環境計測器Ａ０〜Ａｎから気象データを取得して統計処理部２に出力する。
【００２７】
そして、全環境計測器Ａ０〜Ａｎからの気象データの取得が終了となり、ＲＳ−４８５通信部１は、所定時間が経過すると、ポーリング信号を上記順序で再び送信することにより、次の気象データを取得することを繰り返す。すなわち、ＲＳ−４８５通信部１は、一定のタイムインターバル（例えば３秒間隔）で各環境計測器Ａ０〜Ａｎから気象データを取得する度に、当該気象データを統計処理部２に順次出力する。
【００２８】
本環境情報装置では、このように端子・変換モジュールＣを１本の信号伝送ケーブルＷを介して各環境計測器Ａ０〜Ａｎとマルチドロップ接続するので、従来技術のように環境計測器毎に端子・変換モジュールを設けかつ専用ケーブルで各環境計測器と各端子・変換モジュールとを相互接続する必要がない。したがって、端子・変換モジュールＣと各環境計測器Ａ０〜Ａｎとを接続する信号伝送ケーブルＷの敷設工数や各種コストを従来に比較して大幅に低減することが可能である。
【００２９】
また、上述したように信号伝送ケーブルＷの一部（特に環境計測器Ａ０〜Ａｎ側）は屋外に敷設されるので、落雷等による異常電圧や異常電流が信号伝送ケーブルＷに印加されることが当然に予想される。これに対して、本環境情報装置では、図２に示すように３端子型避雷器１ｃ，ｅ０やバリスタ１ｄ，ｆ０、等々を設けることによって、上記異常電圧や異常電流がＲＳ−４８５通信部１，ｂ０〜ｂｎに傷害を与えることを予防している。
【００３０】
信号伝送線路におけるシールド線の接地は１点接地が原則であるが、本環境情報装置では、シールド線ｗ３の端子・変換モジュールＣ側を接地するだけではなく、環境計測器Ａ０〜Ａｎ側を２端子型避雷器ｇ０，等々を介して接地するようにしている。このようなシールド線ｗ３の接地方法を用いることにより、数百メートルに及ぶ長さの信号伝送ケーブルＷのシールド線ｗ３に異常電圧や異常電流が印加された場合でも、ＲＳ−４８５通信部１，ｂ０〜ｂｎへの傷害を予防することができる。
【００３１】
ところで、統計処理部２は、ＲＳ−４８５通信部１から順次入力される各種の気象データについて、互いに関連のある気象データ同士の相互矛盾をチェックする。例えば、感雨器や視程計から雨が降っていることを示す気象データが入力されているにも拘わらず雨量計から降雨量を示す気象データが入力されない場合や、あるいはこの逆で、感雨器や視程計から雨が降っていないことを示す気象データが入力されているにも拘わらず雨量計から降雨量を示す気象データが入力される場合は、各気象データ間に矛盾が生じていることになる。統計処理部２は、このような相互矛盾をチェックし、このチェックを通過した気象データのみを正規データとする。
【００３２】
これら気象データの相互チェックは、温度計の気象データと視程計の気象データとの間（例えば２０°Ｃ以上であれば雪は降らない）、温度計の気象データとレーザ積雪深計との間（同様に２０°Ｃ以上であれば雪は降らない）など、気象データの信頼性を向上させるために、環境計測器Ａ０〜Ａｎの組み合わせと気象データの相互チェックの組み合わせが適宜選択される。このように各種気象データ間の矛盾をチェックすることによって、気象データの信頼性を向上させることが可能となる。
【００３３】
さらに、統計処理部２は、上記チェックを通過した気象データをセンサ種別毎に予め設けたファイルに順次書き込む。そして、統計処理部２は、数日程度の期間に亘る各種気象データを蓄積すると共に、当該気象データに予めプログラムされた所定の統計処理を施し、当該統計処理の結果や気象データを処理モジュールＰの気象データ回収部３に出力する。
【００３４】
気象データ回収部３は、数ヶ月程度の期間に亘る気象データを記憶保存し、当該気象データや統計処理結果をＷｅｂ配信部４の求めに応じて当該Ｗｅｂ配信部４に提供する。そして、Ｗｅｂ配信部４は、需要者の気象情報に関する各種の提供要求をインターネットを介して受け付けると、当該提供要求に応答して気象データや統計処理結果を気象情報として需要者の通信機器に送信する。
【００３５】
なお、本環境情報装置は、上記実施形態の構成に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、端子・変換モジュールＣを１台としたが、本発明は、これに限定されるものではない。複数の端子・変換モジュールＣを複数台設け、各端子・変換モジュールＣを各々に複数の環境計測器とマルチドロップ接続するようにしても良い。
【００３６】
（２）上記実施形態では、端子・変換モジュールＣと各環境計測器Ａ０〜Ａｎとマルチドロップ接続するためにＲＳ−４８５シルアル・インターフェースを採用したが、本発明は、これに限定されるものではない。マルチドロップ接続が可能なものであれば、ＲＳ−４８５シルアル・インターフェース以外の通信方式を採用しても良い。
【００３７】
（３）各環境計測器Ａ０〜Ａｎの種類の組み合わせは任意であり、これを適宜選択することにより特定用途向けのシステムが自在に構成される。例えば、消防向けのシステムでは、雨量計、温度計、湿度計、気圧計、気圧計及び風速計の組み合わせで火災発生条件の算出や火災警報の発令などが容易に行える。また、河川の流量測定では、川幅方向に多数の電波流速計測器と水位計測器、風向計と雨量計を装備すれば、雨量による流量計測が容易に行われる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環境計測器と該環境計測器が計測した環境情報を需要者に提供する環境情報提供装置との間をマルチドロップ通信方式で接続するので、従来技術とは異なって各環境計測器を専用ケーブルで環境情報提供装置と各々接続する必要がないので、環境情報装置におけるケーブルの敷設工数や各種コストを低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の要部機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における信号伝送ケーブル及び各ＲＳ−４８５通信部の入出力部の詳細構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるフレーム構成図である。
【符号の説明】
Ａ０〜Ａｎ……環境計測器
ａ０〜ａｎ……センサ部
１ａ，１ｂ，ｃ０，ｄ０……入出力抵抗
１ｃ，ｅ０……３端子型避雷器
１ｄ，ｆ０……バリスタ
ｇ０……２端子型避雷器
Ｓ……環境情報サーバ（環境情報提供装置）
Ｃ……端子・変換モジュール
Ｐ……処理モジュール
Ｗ……信号伝送ケーブル
ｗ１，ｗ２……芯線
ｗ３……シールド線
１，ｂ０〜ｂｎ……ＲＳ−４８５通信部
２……統計処理部
３……気象データ回収部
４……Ｗｅｂ配信部
【図１】
2004213465.tif 000003
【図２】
2004213465.tif 000004
【図３】
2004213465.tif 000005