(57)【要約】【課題】  時計機能を利用できないときに計測されたデータに対して時刻を逆算して特定ができるようにした計測装置を提供する。【解決手段】  内蔵時計としての標準電波受信回路１８は標準電波を受信し、そのタイムコードから時刻を生成する。この標準電波受信回路１８が不動作中から動作状態に変わったとき、演算部１３は、標準電波受信回路１８の不動作中に温度センサ１１で計測されていた計測データに対し、標準電波受信回路１８により得られた現在の時刻から過去に逆上って計測データに時刻を付与する。この様にして計測データに時刻の付与された計測履歴は、計測履歴格納部１４に格納される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサにより計測された温度等の計測データに時刻を対比させた計測履歴を生成する計測装置において、
標準電波を受信し、そのタイムコードから時刻を生成する標準電波受信手段と、
前記標準電波受信手段が動作停止状態から動作状態に変わったとき、前記標準電波受信手段の前記動作停止状態において計測されていた前記計測データの時刻を前記標準電波受信手段により得られた現在の時刻から逆算して付与する演算手段と、
前記演算手段により逆算された前記計測データの時刻を前記計測データとともに前記計測履歴として記憶する記憶手段とを備えることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記標準電波受信手段が時刻を生成できないとき、予め設定した内部タイマーで設定した時間間隔で計測を行うことを特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記標準電波受信手段が時刻を確定できるようになったとき、前記記憶手段に格納されている前記計測データに前記時刻を付与した後、前記計測データを前記記憶手段に書き込むと共に、前記標準電波受信手段が時刻を確定できるようになったときには、計測と同時に前記計測データに現在時刻を付与することを特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項４】
前記標準電波受信手段は、長波による標準電波の周波数に同調する同調回路と、前記同調回路による受信電波を検波して直流出力を電源として生成する電源生成部とを備えることを特徴とする請求項１記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置に関し、特に、時計のバックアップ機能が無い状態で物理量を計測した場合でも、過去に逆上って時刻を計測値に対応させることが可能な計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、温度を計測する場合、その計測値に正確な時刻を対応させたい場合がある。そのような用途の１つに、運送業者等が魚等の鮮度を保って輸送する場合がある。魚等の鮮度を保つには冷蔵により輸送する方法が有効であるが、単に冷蔵室（冷蔵庫）に保管して輸送するだけでは、冷蔵装置の故障等に対応できない。そこで、温度センサ、制御部、メモリ、内蔵時計等を備えて構成されるセンサユニット（又は、チェッカー）を輸送対象の物品又は冷蔵室に設置し、輸送中の温度管理が正常に行われているかどうかをチェックできるようにしたシステムが提案されている。
【０００３】
また、監視装置や各種オートメーション機器においては、スケジュール時間になったときに監視や制御を行うように構成されている。この場合、監視装置や各種オートメーション機器は内蔵時計を備え、この内蔵時計に基づいてスケジュール制御を実行し、或いは異常発生や監視記録の日時等を記憶する処理が行われる。
【０００４】
しかし、内蔵時計の時刻ずれが大きくなると、ずれた時刻に基づいてスケジュール制御等が実行されてしまう。また、セキュリティにおいて時間が狂っている場合、異常発生等の時刻を正確に把握できなくなったり、監視装置相互の時間的経過の整合性が取れなくなり、問題解決に時間を要する等の障害を招くおそれがある。内蔵時計は、水晶発振器による周波数を基に分周を行う構成により電子時計が形成されているが、一般に、月差１５〜２０秒程度の精度である。より精度を上げるためには、高精度の水晶発振器や発振回路が用いられるが、その場合でも月差±数秒程度であるため、長期間が経過すると無視できないレベルの狂いになる。
【０００５】
そこで、極めて正確な時刻の信号を送信している標準電波を用いて、内蔵時計の時刻を修正すると共に、停電復旧後の電源オン時に標準電波を用いて時刻修正を行う監視装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。標準電波の信号は、誤差が３０万年に１秒以下という高精度の原子時計に基づいて生成されている。
【特許文献１】特開平１１−１８３６７０号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の装置は、標準電波を用いて定時に、或いは停電復旧後の電源オン時に内蔵時計の修正を行っているに過ぎない。このため、内蔵時計が機能しているときには時刻を監視、スケジュール制御、異常発生や監視記録の日時スタンプ等に反映させることができるが、停電、電池の消耗等においては内蔵時計が機能しないため、時刻を反映させることができない。例えば、内蔵時計が機能していないときに計測した計測値であっても、それに対して時刻を特定したい場合があった場合、計測した物理量の時刻や日時を特定することができない。このため、内蔵時計が機能していないときに地震が発生したとすると、揺れが記録できたとしても、どの時刻で発生したのか特定できなくなる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、時計機能を利用できないときに計測されたデータに対して時刻を逆上って特定ができるようにした計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するため、センサにより計測された温度等の計測データに時刻を対比させた計測履歴を生成する計測装置において、標準電波を受信し、そのタイムコードから時刻を生成する標準電波受信手段と、前記標準電波受信手段が動作停止状態から動作状態に変わったとき、前記標準電波受信手段の前記動作停止状態において計測されていた計測データの時刻を前記標準電波受信手段により得られた現在の時刻から逆算して付与する演算手段と、前記演算手段により逆算された前記計測データの時刻を前記計測データとともに前記計測履歴として記憶する記憶手段とを備えることを特徴とする計測装置を提供する。
【０００９】
この構成によれば、標準電波受信手段が動作していないときに計測された計測データは、標準電波受信手段が動作状態、即ち標準電波受信手段が標準電波を受信できるようになることで時刻を確定できるようになると、現在時刻より逆算した時刻を計測データに付与して計測履歴を生成する。これにより、時刻を特定できないまま計測が行われたデータに対して時刻を付与できるようになり、計測のみで終わってしまったデータの有効利用が可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の計測装置によれば、内蔵時計としての標準電波受信手段による時刻を用いることができない状態下で行われた計測データに対し、標準電波受信手段により時刻を確定できるようになった時点で、現在時刻より逆算することで時刻を計測データに付与することができるため、時刻を特定できないまま計測が行われたデータに対して時刻を付与できるようになり、計測のみで終わってしまったデータの有効利用が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
〔実施の形態にかかる計測装置の構成〕
図１は本発明の実施の形態にかかる計測装置の構成を示すブロック図である。
計測装置１は、温度を計測する温度センサ１１と、物理量測定部１２と、演算部１３（演算手段）と、記憶手段としての計測履歴格納部１４と、全体を管理する制御部１５と、長波標準電波（４０ＫＨｚ又は６０ＫＨｚ）を受信するためのアンテナ１６と、アンテナ１６に接続された同調回路１７と、同調回路１７に接続された内蔵時計としての標準電波受信回路１８（標準電波受信手段）と、制御部１５に接続されたインターフェース部１９と、標準電波受信回路１８をスタンバイ中であっても動作させると共に稼働中には各回路に電力を供給する電源生成部２０とを備えて構成されている。電源生成部２０は、外部からの誘導により起電−昇圧させて回路部を駆動する役割を果している。また、電源生成部２０に誘導を受けられない場所では動作保障のため、電池を用いて計測装置１を動作させるようにしている。
【００１２】
各回路部は、電源に電波を検波及び整流して直流電源を得る電源生成部２０により動作するものであり、このため、各回路部は、できるだけ低消費電力であることが望ましい。また、各回路部への電力の供給源は、外部誘導にこだわらず電池を用いても良い。
【００１３】
〔計測装置１の各部の詳細〕
物理量測定部１２は、温度センサ１１及び図示せぬ他のセンサからのアナログ信号をデジタル信号の計測値に変換する。演算部１３は、物理量測定ブロック１２からの計測値と時刻（又は、日時）を関連付けさせるための処理を実行するほか、時計機能、即ち標準電波受信回路１８が機能する以前に計測されたデータに対して、逆上って時刻を特定する処理を実行する。計測履歴格納部１４は、電源オフの状態になっても記憶データが消失しないフラッシュメモリのような半導体メモリが用いられており、演算部１３により得られた計測履歴（時刻による計測値の履歴）を記憶する。計測履歴格納部１４は、記憶容量が大きいほど、記録できるデータ量を多くすることができる。
【００１４】
制御部１５は、例えば、低消費電力のＣＰＵを用いて構成されており、１チップ型のマイクロプロセッサを用いた場合、そのＲＯＭには演算部１３及びインターフェース部１９が実行するためのプログラムが格納される。
【００１５】
アンテナ１６は、棒状のフェライトにコイルを巻いたものであり、３５〜８０ＫＨｚ帯に同調可能な性能を有している。同調回路１７は、アンテナ１６を４０ＫＨｚ又は６０ＫＨｚの受信周波数帯に同調させる。インターフェース部１９は、外部からの要求に応じて制御部１５が計測履歴格納部１４から読み出したデータを外部へ出力する。
【００１６】
標準電波受信回路１８は、同調回路１７により受信された電波を増幅及び検波し、タイムコードに基づいた時刻信号を出力する。現在、日本においては４０ＫＨｚと６０ＫＨｚの２つの長波が標準電波に用いられているが、その送信局は福島県の大鷹鳥谷山と佐賀県と福岡県に跨がるはがね山の２箇所にあり、各送信局の送信出力は５０ＫＷであり、それによる受信エリアは半径１０００Ｋｍ程度である。そのため、日本列島の両端の地域では、一方の送信局の電波しか受信できない。受信場所によっては受信できない局があることになる。そこで、標準電波受信回路１８は、４０ＫＨｚと６０ＫＨｚの周波数のどちらも選択できるようにしておくことが望ましい。
【００１７】
〔標準電波のタイムコードフォーマット〕
図２は、日本の標準電波（ＪＪＹ）のタイムコードを示すフォーマットである。このタイムコードフォーマットは、１秒毎に一つの信号が送信され、６０秒が１レコードとして構成されている。また、データ項目として現時刻の分、時、現在年の１月１日からの通算目、年（西暦下２桁）、曜日および「うるう秒」が含まれている。各項目の値は、各秒毎に割り当てられたパルスのパルス幅の違いによって２進数の０と１を表しており、その組み合わせから分、時等の各種の情報内容が判断される。
【００１８】
図２において、「Ｍ」は正分（毎分０秒）に対応するマーカー（marker）であり、「Ｐ１〜Ｐ５」はポジション（position）マーカーであり、その位置は予め定められている。マーカーを示す信号のパルス幅は約０．２ｍＳであり、各項目においてＯＮ（２進数の「１」）を表す信号は約０．５ｍＳのパルス幅、ＯＦＦ（２進数の０）を表す信号は約０．８ｍＳのパルス幅が規定されている。従って、分の「４０」，「２０」，「１０」，「０」の項目を０．８秒、「３」の項目を０．５秒、その他の項目を０．８秒に設定した場合、分情報は３分になる。
【００１９】
〔本発明における計測データの処理〕
図３は、本発明の実施の形態における計測データの処理を示す説明図である。図２で説明したように、標準電波のタイムコードは、１分（６０秒）を１つの区切りにして送信されている。従って、計測データに対する時刻の特定も１分毎の実時間になる。このため、６０秒を経過する前に標準電波受信回路１８が電源オン（復電）になった場合、標準電波受信回路１８は電源オンの時点からタイムコードの受信を開始することになる。標準電波受信回路１８は、タイムコードの０秒のＭ（マーカー）の受信から次のタイムコードの０秒のマーカーＭまでを完全に受信できた状態が２回続くまでは時刻を確定できない。
【００２０】
そのため、図３に示すように、計測データに対して時刻を特定できるのは、標準電波受信回路１８が完全に機能する時点、つまり、標準電波受信回路１８に通電後から３分を経過した時点より後になる。従って、標準電波受信回路１８が機能する以前の計測データは、標準電波による時刻に対応させることができない。そこで、ソウトウェア又はハードウェアによる内部タイマーを制御部１５に付属させ、この内部タイマーで設定した時間間隔（タイムスタンプ）で計測を行う。タイムスタンプは、例えば１分とする。これにより、標準電波受信回路１８から時刻を取得できない場合でも、計測データだけは確保することができる。また、マーカーを受信する毎にこれを１分間隔として計測データを取得しても良い。
【００２１】
標準電波受信回路１８が完全に機能し、時刻を出せるようになると、それ以前に計測されたデータに対しては、演算部１３により、現在時刻から逆上って（逆算して）最初の計測データの時刻までを順次特定する。こうして、時刻が末確定であった計測データは、時刻と関連付けられた計測履歴として改めて計測履歴格納部１４に格納される。なお、標準電波受信回路１８が完全に機能した時点より以後の計測データに対しては、その都度標準電波にて設定された内部時計回路もしくは内部タイマカウントを基準として得られたタイムコードに基づいて得られた時刻が添付される。
【００２２】
このように、標準電波受信回路１８が機能していないときに計測したデータに対し、標準電波受信回路１８が機能するようになってから過去に逆上って正確な時刻を付与することが可能になる。このため、図１に示した計測装置の場合であれば、物理量測定部１２と計測履歴格納部１４が機能してさえいれば、つまり、これら回路に電源供給が行われてさえいれば、他の回路が電源オフ状態であっても計測データに後から時刻を付与することが可能になるので、計測装置１に時計のバックアップ用の電池等の電源を用意する必要がない。
【００２３】
従って、図１の構成部材の内、アンテナ１６、同調回路１７、標準電波受信回路１８、インターフェース部１９等の各回路をセンサ側から分離して１つのアダプタとし、必要な時にセンサ側に接続する装置構成も可能になり、センサ側の構成部品を少なくすることが可能になるので、センサ部の小型軽量化が可能になる。また、バックアップ用の電池が必要ないので、医療器具等のように、電池の液漏れ、腐食等が問題にされる分野に用いることも可能になる。
【００２４】
なお、現在時刻から逆上って（逆算して）最初の計測データの時刻までを順次特定する手段として、タイムスタンプの間隔の半分（例えば、１分間隔であれば３０秒）を起算として、切り上げ／切り捨てにより日時を確定する方法もある。これにより、全データについて時刻を確定するのに要する時間を短縮することができる。
【００２５】
〔計測装置１の構成例〕
図４は、計測装置１の具体的例を示す構成図である。この計測装置１は、温度計測モジュールの形態にしたものであり、バックアップ用の電池を内蔵しないために小型化が可能になっている。計測装置１は、筒形を成すと共に掌に入る大きさの樹脂ケース２１と、図１に示した構成の内、温度センサ１１及びアンテナ１６を除く他の回路部が実装された１枚のプリント基板２２と、樹脂ケース２１の片側の端面に設けられたセンサ用端子２３と、同じ端面に設けられたインターフェース端子２４と、電源スイッチ２５とを備えて構成されている。
【００２６】
センサ用端子２３は物理量測定部１２の入力部に接続されており、センサ用端子２３には図１に示した温度センサ１１のリード線（又は、ケーブル）が接続される。インターフェース端子２４はインターフェース部１９の出力部に接続されている。電源スイッチ２５は、電源生成部２０の機能を停止させて各回路部への電源供給を止めるためのスイッチにあり、このスイッチをオフにすることにより、温度センサ１１の計測データの読み込みは中止される。
【００２７】
〔図４の計測装置の特徴〕
図４に示した計測装置１は、小型で軽く、しかも電池を内蔵しないで済むため、手軽に持ち運びをすることができる。また、小型であるため、被測定物への装着（取り付け）も容易である。更に、外部から電源供給を行わずに済むため、配線の必要もない。
【００２８】
なお、図４の構成は一例にすぎず、図１に示した構成に更に他の回路を追加することも、不要な回路を除去することも可能である。また、図１及び図４においては、センサは１つに限るものではなく、複数にすることも、複数の種類のセンサを複数用いることも可能である。
【００２９】
〔計測装置１の処理〕
図５は、計測装置１の処理を示すフローチャートである。図中、Ｓはステップを意味している。まず、計測データを計測履歴格納部１４に保存させるだけの電力が電源生成部２０により得られているか否かを制御部１５により判定する（Ｓ１０１）。電力を確保できる場合、タイムスタンプに基づいて温度センサ１１による計測を開始する（Ｓ１０２）。
【００３０】
次に、標準電波受信回路１８が動作中か否か、つまり標準電波受信回路１８が標準電波を受信できているか否かが制御部１５により判定される（Ｓ１０３）。標準電波受信回路１８が動作していれば、上記したように、タイムコードが３巡し終わり、既に時刻が確定できているか否かをチェックする（Ｓ１０４）。Ｓ１０４で時刻を確定できている場合、演算部１３は演算処理を行うことなく、Ｓ１０２で計測したデータに当該時刻を付け、計測履歴として計測履歴格納部１４に格納する（Ｓ１０５）。
【００３１】
一方、標準電波受信回路１８が動作していない場合、タイムスタンプに基づいて取得した計測データは、そのまま計測履歴格納部１４に格納される（Ｓ１０６）。この場合、制御部１５を動作させるだけの電力が確保されていれば、その制御のもとに行うが、そうでない場合には、計測履歴格納部１４に直接書き込まれる。ここで、次の計測時間（例えば１分間隔）になったか否かを判定し（Ｓ１０７）、次の計測時間に到達している場合には処理をＳ１０１に戻し、次の計測を開始する。次の計測時間に到達していない場合、標準電波受信回路１８により標準電波を受信できたか否か、すなわち標準電波受信回路１８が動作するようになったか否かを判定する（Ｓ１０８）。末受信であれば処理をＳ１１１へ移行させる。
【００３２】
Ｓ１０８で標準電波受信回路１８が動作するようになったことが判定された場合、Ｓ１０４で説明したようにして時刻を確定する。時刻が確定できた場合（１０９）、計測履歴格納部１４に格納済みの計測データに対し、タイムスタンプに代えて標準電波に基づく時刻を過去に逆上って付与する。このための演算処理は、演算部１３によって行われる。時刻が付与された計測データは、再度、計測履歴格納部１４に書き込まれる（Ｓ１１０）。この場合、時刻が末確定であった計測データに上書きする。これにより、計測履歴格納部１４の記憶領域の有効利用が可能になる。
【００３３】
Ｓ１１０の書き込み処理が完了すると、制御部１５は次の計測タイミングになっているか否かをチェックする（Ｓ１１１）。次の計測タイミングになっていれば、処理をＳ１０１に戻し、以降の処理を繰り返し実行する。また、計測タイミングになっていない場合、外部、例えば、ホストコンピュータ等からデータの送信要求が来ているか否かをチェックする（Ｓ１１２）。送信要求が来ている場合、制御部１５は計測履歴格納部１４から末送信のデータを読み出し、インターフェース部１９を介してデータを要求元へ送信する（Ｓ１１３）。
【００３４】
〔本発明の実施の形態による効果〕
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、計測が可能であるのに対応する時刻情報を得ることができないときでも、計測のみを行っておき、標準電波により時刻を確定できた時点で、計測済みのデータに後から時刻を付与することができるため、使用できないデータを無くすことができ、計測データの有効利用が可能になる。
【００３５】
上記実施の形態においては、復電時の時刻確定について説明したが、電波を受信できない状態のとき、ユーザーが標準電波受信回路１８を故意に電源オフ状態にした場合も同様に処理される。
【００３６】
〔センサの他の例〕
上記実施の形態においては、温度センサによる計測について示したが、本発明は、温度以外の計測対象、例えば、圧力（水圧、油圧、気圧等）、応力、重力、ガス濃度、加速度（衝撃力、地震等）、粘度、ｐＨ、液面変位など、計測結果を電気信号で出力するセンサの全てを対象にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる計測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】日本の標準電波（ＪＪＹ）のタイムコードを示すフォーマットである。
【図３】本発明の実施の形態における計測データの処理を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる計測装置の具体的例を示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる計測装置の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１、計測装置  １１、温度センサ  １２、物理量測定部  １２、演算部
１４、計測履歴格納部  １５、制御部  １６、アンテナ  １７、同調回路
１８、標準電波受信回路  １９、インターフェース部  ２０、電源生成部
２１、樹脂ケース  ２２、プリント基板  ２３、センサ用端子
２４、インターフェース端子  ２５、電源スイッチ
【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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