(57)【要約】  【課題】  多地点にて計測する環境データを任意のタイミングでデータを回収処理するときに、それらのデータ間の時刻同期が取れていること。【解決手段】  データロガーは、電波時計で受信した時刻に基づいて、センサーの信号を入力装置で取り込み、Ａ／Ｄ変換器でデジタル化して、該時刻（タイムスタンプ）付きで記憶装置に格納する。データロガーは、必要に応じて通信手段を介して、自発的あるいは他発的に、外部ＰＣサーバとの通信によりタイムスタンプ付きデータを外部に発信する。【効果】各種環境監視、製造ラインの監視、実験の記録などに使用されるデータロガー装置が、測定データについて標準時刻に基づき自律的な処理を行なうことが可能となり、多地点の定期データを正確に対比処理ができる。 【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多地点で環境計測する複数のデータロガーからなる計測システムにおいて、
電波信号で受信した標準時刻を管理する時計手段と
環境計測データを定期に入力しＡＤ変換する入力手段と、
該データをタイムスタンプ付きで記憶する記憶手段と、
該記憶されたデータをタイムスタンプ付きで外部へ開示する開示手段と
を有するデータロガー。
【請求項２】
請求項1のデータロガーにおいて、
前記データロガーが通信インタフェース手段を有し、かつ
前記開示手段が有線又は無線の通信手段であることを特徴とするデータロガー。
【請求項３】
請求項1のデータロガーにおいて、
前記記憶手段が記憶部媒体をデータロガー本体から着脱する着脱手段を有するデータロガー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
屋内または屋外で環境状態の計測を行うセンサを用いたデータロガーシステムにおいて、電波時計により計測データを正確な時刻と共に記録または送信させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、社会の安全性、利便性、快適性を高めることを目的としたユビキタスセンサネットワークにおいては、あらゆる物や人にセンサタグが付けられネットワーク化される。しかし、センサタグを設置したくても、場所が離れていたり、環境条件が悪く有線でも無線でもネットワーク接続できないケースも多い。そのような場合にはデータロガーによりセンサデータを記録し、計測終了後データを読み出してバッチ処理する方法がある。
【０００３】
しかし、データロガーを単独に用いる場合には問題ないが、複数を分散配置して同時計測を行い、後で複数のデータを関連付けようとしても、各データロガーの時計時刻が区々であるため、正確なデータ処理を行うことができない。本発明では、データロガーの時刻合わせを自動的に行うことにより、離れた地点での同時計測、いわば擬似的なセンサネットワークの構築を可能にする技術を提供する。時刻機能付データロガーをもつセンサタグが実現されれば、配線や電波状態の制約から解き放たれて、自由な場所にセンサタグを設置できる。これにより今まであきらめていた場所での計測が可能になり、ユビキタスセンサネットワークの恩恵に与る範囲を拡大することができる。
【０００４】
図１に示すように、ある地域の森林の温度、日照その他の環境値を計測するため、多地点にデータロガーを設置する。それら複数のデータロガー１０で計測された環境データを時系列で整理して、図２にあるように、多地点のデータを有る時刻を基準として俯瞰し、温度または日照の等高線を表現したい要求がある。そのためには、各データロガーからの環境値の時刻を整合させる必要がある。図２Ａでは、メッシュ区画された環境値を示すもので、これを各地間で補間してスムーズな等高線図を図２Ｂのごとく築くことが望まれる。
【０００５】
しかしながら、各データロガーが正確な時刻を持たない、または時刻の同期が取れないケースが多々ある。従来データロガー１０間で時刻の同期を図るためには、専用のネットワークによる同期通信が必要とされるが、屋外環境などでは通信が有効に機能しない場合があるからである。図３に示すように、データロガー１０で構成されるタグＡ，Ｂ，Ｃが其々の内部時刻に基づいてデータＡ（１，２，３）、Ｂ（１，２，３）、Ｃ（１，２，３）を記憶していたとしても、それは実際厳密には異なる時刻のデータであって、パーソナルコンピュータＰＣなどのサーバ機能１００でデータを回収して整理しても、実時刻でズレが生じてしまうのであった。
【０００６】
さて、時計の時刻修正を自動的に行う手段としては、テレビ放送波の同期信号、GPS、標準電波、インターネット時刻などがある。このうち標準電波は、原子時計で作られた日本標準時が、福島県と福岡県にある送信所から長波の電波で送信されており日本全国で使用可能である。通常の電波が届きにくい建物内でも使用可能で、腕時計に組込まれるほど受信機の小型化、低消費電力化が進んでおり、小さなセンサタグにも搭載可能と考えられる。このため、本発明では標準電波受信機をもつ電波時計内蔵型センサタグを利用する。
【０００７】
特許文献１および特許文献２でも、データロガーその他の監視装置に電波時計を搭載する技術は開示されているものの、センサデータにどのように標準時刻機能を付加して、実際に応用に役立てようとするのかまでの技術は開示されていない。けだし、多地点での同時刻の環境観測に役立てるところまでは考慮されていないものだったと言える。
【特許文献１】特開平１１−１８３６７０号公報
【特許文献２】特開平１１−２９６５５６号公報
【０００８】
さらに、特許文献３では広域観測処理方法及びシステムとして、本発明と共通するところの多地点の定期又は不定期の観測データを蓄積し、クライアントに提供しうるネットワークシステムについて提案がされている。ただし、特許文献３にかかる発明はあくまでもオンラインでつながったネットワークが前提としてあり、クライアントからの要求に基づいたデータ収集が基本である。すなわち、ここでは必ずしも通信状態が良くない環境までの技術については述べられていない。
【特許文献３】特開２００２−１５２７２３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
データロガーを、複数を分散配置して同時計測を行い、後で複数データの取得時間の同期を取ることで、正確なデータ処理を行うことができること。データロガーがデータの依存する時刻合わせを自律的に行うことにより、離れた地点での同時計測のセンサネットワークの構築を可能にする。時刻機能付データロガーをもつセンサタグが実現されることで、配線や電波状態の制約に依存することなく、自由な場所にデータロガーを設置できる。これにより今まであきらめていた場所での計測が可能になる。
【００１０】
すなわち、図４に示すように、各々分散配置された自律型のデータロガーにおいて、環境データが正確な時刻に基づきデータを記憶される。そしてＰＣサーバ１００でデータを回収後整理さらに各データを横並びで対比するなど正確な環境計測データ解析作業が進められることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、第一に、
多地点で環境計測する複数のデータロガーシステムにおいて、
電波信号で受信した標準時刻を管理する時計手段と
環境計測データを入力しＡＤ変換する入力手段と、
該データをタイムスタンプ付きで記憶する記憶手段と、
該記憶されたデータをタイムスタンプ付きで外部へ開示する開示手段と
を有するデータロガーを要旨とする。
【００１２】
第二の発明は、
請求項1のデータロガーにおいて、
前記データロガーが通信インタフェース手段を有し、かつ
前記開示手段が有線又は無線の通信手段であることを特徴とするデータロガーである。
これは常時または随時に接続されるデータ通信に関するものである。
【００１３】
第三の発明は、
請求項1のデータロガーにおいて、
前記記憶手段が記憶部媒体をデータロガー本体から着脱する着脱手段を有するデータロガーである。
これは通信状態が良くないような環境で用いられるデータロガーにかかり、現場でデータを記憶したメディアを回収できるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるデータロガーを用いれば、任意の場所に置いて複数台による同時計測が可能になる。一時的にセンサを設置してデータ測定を行うような場合に特に有効である。広い建物、工場プラント、農地、山間部、市街地の環境モニタリングなど、多数のセンサを離して配置して同時計測する場合に適している。もちろん貴重品や生鮮食品の輸送・保管中の温度、衝撃管理といった使用にも可能である。
すなわち、正確な時計を持つ本データロガーは、測定データの記録時刻を明確に示すことができるため、時刻が重要な意味をもつ応用に適している。例えば装置や車両に本センサタグを取付けておけば、トラブルや事故の発生時刻がわかるため、他の情報と連携したトラブル原因の解析が容易に行える。また装置等に取り付ければ、長期的な稼動時間や使用環境が明確になるため、消耗部品交換タイミングの判断が容易になる。
【００１５】
また、回路のASIC化などにより、時刻とセンサデータを人為的に書替えできない構造にすれば、履歴を証拠として残すことも可能となる。
さらに、タグにＧＰＳ測位機能を付加すれば、存在時刻と存在場所とセンサデータが記録され、理想的なトラッキングが可能になる。これを食品に適用すれば原産地・経由地を客観的に示すことができる。装置・車両に適用すれば、使用場所の履歴が残るため窃盗や不法投棄の抑制にも役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図５に基づいて、自律型データロガーの構成を説明する。
温度、日照、湿度、降雨量、加速度、圧力その他の環境計測量は、データロガー１０に装備されたところの当該センサ１で計測される。それは入力部２で取り込まれた後アナログ/デジタル変換が施される。それらは総称して入力手段として、ＭＰＵ４で制御される。ＭＰＵ４はマイクロプロセッサ、プログラム及びワーク用のメモリなどで構成される。
【００１７】
次に、電波時計部を説明する。送信所（図外）からの長波信号はアンテナ５で受信され、電波受信部６は受信信号を解読して、自己で用いられる標準時刻を表すように時計部７で時刻データに構成される。電波信号は通常１分周期程度で標準時刻が送信されてくるが、消費電力低減のため時計部７では更に低周期（１Ｈｒ位）で正時刻合わせする形で内部処理が行なわれてもよい。
【００１８】
ＭＰＵ４は、逐次求められた環境データおよび時刻データそれらを一組（セット）にして、記憶部２０へストアする。環境データは一つとは限らず、複数の環境データ組、例えば温度と日照値とか、であることも多いのであるが、説明の簡略のため、時刻と環境データが対になった態様を示す（図６）。
【００１９】
さて、記憶されたデータのセットは、適宜ＰＣサーバ１００などへ自発的または要求に応じて開示されなければならない。一つの実施例では、データロガーとＰＣサーバとの間には通信ライン（ネットワーク、モデム、ＲＳ２３２Ｃ，ＵＳＢなど）が確立するものが挙げられる。その際には、データロガー内には通信インタフェース８が装備される。これによりデータセットが外部に開示され、ＰＣによる以降のデータ解析処理に用いられる。
【００２０】
また、第二の実施例では、通信が可能でないケースも想定する。そこでは、記憶部媒体がデータロガー本体から着脱可能とし、それを可搬型（ポータブルなディスク、メモリスティックなど）とすることで、ＰＣサーバなどが移動設置できない環境においても、巡回員が記憶部媒体のみを定期的に回収することでデータ解析処理に役立てる。そのため、データロガー内部に記憶手段着脱部１９が設けられる。電源、信号線などの挿抜処理を行なう部位である。その他、データロガーはバッテリ駆動されることが多くバッテリ９が設けられる。
【００２１】
次に、時刻データと環境データの記憶状況を図６で説明する。
本例では、毎分００秒で環境データを入力して、それを時刻とセット（本例ではペア）で一つのレコード行としてストアしている。
記憶部２０内で、時刻データはタイムスタンプ２１としてデータ列を構成し、環境データは計測データ列を構成した。
ＭＰＵ４はこの記憶部を管理するためにＩｎポインタ２３とＯｕｔポインタ２４を設ける。Ｉｎポインタ２３は新たに入力するデータセットをストアするための先頭位置を示すもので、Ｏｕｔポインタ２４は次に外部へ開示する先頭位置を示すものである。両ポインタは循環ローリングするポインタであるため、ＩｎまたはＯｕｔポインタは独立に進むものの常に順位があり、片方のポインタは他方のポインタを追い抜かすような場合はエラーとして処理されるように設計される。
なお、通信を用いる場合にはＯｕｔポインタ２４の位置から外部へ開示され、またエラー時にはその旨の警報通信がされるが、これに対しデータロガーに通信機能がない場合には、記憶部媒体を取り込んだＰＣ機器がポインタ位置を解読して判断することが必要である。
【００２２】
最後に、データロガーのプログラムフローを図７に示す。
先ずＳｔａｒｔ４０から始まり、ハードウエア及びポインタその他ソフトウエア処理の初期化を行う（４１）。
ループ実行に入り、そこでは事象発生（４２）および定時刻の監視（４３）を行う。
事象発生監視では、各種イベントに対応したブランチが行なわれ、例えば、外部から通信の要求を受けたときには（４６）、記憶部からＯｕｔポインタに従いデータセットを取出し（４８）、その時刻及び環境データセットを併せて発信する（５０）。また、計測された環境データが適宜定めたリミット値を越え異常値となった場合、あるいは内部ポインタ処理で（ＩｎポインタがＯｕｔポインタに等しくなったように）記憶部オーバーフロー警報が発生した場合などには（４７）、その旨の警報メッセージを作成し（４９）、メッセージを発信処理する（５０）。
一方、データロガーに通信機能がない場合に備えて、その旨の警報ログを記憶部に退避しておくことも考えられる。
【００２３】
次に、定時刻が経過する場合（４３）速やかに、環境データを入力し（４４）、そのデータをタイムスタンプ付きで記憶部へストアする（４５）。
以上これらを繰り返すのが、本発明のデータロガーの基本的な動きである。
ただし、本発明は上記実施例に拘束されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】環境計測システムの俯瞰を示す。
【図２】環境データの収集と分析の例を示す。Ａが区画データの分散状況で、Ｂはそれをデータ補間した等高線図。
【図３】従来の、時刻非同期の場合のデータ収集結果を示す。
【図４】本発明による時刻同期のデータ収集結果を示す
【図５】本発明のデータロガーの機能ブロック図である。
【図６】記憶部におけるレコード配置図とポインタ位置を示す。
【図７】本発明のデータロガーのプログラムフローを示す。
【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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