(57)【要約】      （修正有）【課題】水中で発生した大量のデータを水上に伝送できるようにした通信用ブイ及び通信システムを提供する。【解決手段】通信用ブイ１００内部のメモリ１０８にアクセス可能なコネクタ１１０を設ける。水中作業中に生じたデータがメモリ１０８中に書き込まれた後に、通信ブイ用１００は水中に投射される。水面に通信用ブイ１００が浮上すると通信用ブイ１００は自身が浮上したことを感知してアンテナＡ１、Ａ２を展開し、通信可能な状態となる。【選択図】図２
2012197064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部と、
取得したデータを保存するメモリと、
前記メモリに外部からデータを書き込み可能にするためのインターフェースと、
前記データを送信する無線部と、
位置情報を取得する位置情報取得部と、
周囲の水圧を検知する水圧センサと、を含む通信用ブイであって、
前記水圧センサで検知された水圧が所定の閾値を下回ったとき、前記制御部が前記インターフェースを通じて前記メモリに書き込まれたデータと前記位置情報取得部により得られた前記位置情報を前記無線部から出力することを特徴とする通信用ブイ。
【請求項２】
地上局と水中作業機との間を接続する通信システムであって、
前記水中作業機は内部メモリ及び浮上用の空気タンクを含む通信用ブイを有し、
水中での作業中、前記水中作業機は前記内部メモリに送信用データを書き込んだ後に前記通信用ブイを外部に射出し、
射出後、前記空気タンクの浮力により前記通信用ブイは水面に浮上し、
水面浮上後、前記通信用ブイが前記地上局との通信を行うことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信用のブイ及びそれを用いた通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
海中の探索は漁業などでは必須の技術であり、無人の通信用ブイなどによる電波の送信技術は今後用途の拡大が見込まれる。近年では、水面での捜索のみならず、水中で魚群の捜索を行うことも検討されている。
【０００３】
図１は、従来の通信用ブイの使用状況に関する概念図である。従来の通信用ブイは通信ブイ本体９００と、送信用アンテナ９０１を含んで構成される。
【０００４】
通信用ブイ本体９００は、魚群探知機などを含む。この通信用ブイ本体９００に機能（電源も含む）を詰め込む必要がある。
【０００５】
送信用アンテナ９０１は、図示しない地上の設備局との間で通信を行うためのアンテナである。
【０００６】
関連する先行技術としては、水中ブイを用いた特開２００８−１１０６５６号公報（特許文献１）などが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１０６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
水中から地上に大量のデータを伝送するのは、水中における電波の伝播特性の関係上、実現が難しかった。
【０００９】
本発明の目的は、水中で発生した大量のデータを水上に伝送できるようにした通信用ブイ及び通信システムを提供することにある。
【００１０】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１２】
本発明の代表的な実施の形態に関わる通信用ブイは、制御部と、無線部と、取得したデータを保存するメモリと、メモリに外部からデータを書き込み可能にするためのインターフェースと、位置情報を取得する位置情報取得部と、周囲の水圧を検知する水圧センサと、を含み、水圧センサで検知された水圧が所定の閾値を下回ったとき、制御部がインターフェースを通じてメモリに書き込まれたデータと位置情報取得部により得られた位置情報を無線部から出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に関わる通信用ブイ及び通信システムにあって、水中で発生した大量のデータを迅速に水上に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の通信用ブイの使用状況に関する概念図である。
【図２】本発明に関わる通信用ブイの構成を表すブロック図である。
【図３】本発明に関わる通信用ブイの運用プロセスを表す概念図である。
【図４】図３における本発明に関わる通信用ブイの使用状況に関する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。しかし、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部又は全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものでなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１６】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合を除き、必ずしも必須のものでないことは言うまでもない。また、実施の形態の各機能ブロックを構成する回路素子は、特に制限されない。
【００１７】
以下、図を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図２は、本発明に関わる通信用ブイ１００の構成を表すブロック図である。
【００１９】
この通信用ブイ１００は、電池１０１、電源１０２、ＧＰＳ受信モジュール１０３、制御部１０４、変調器１０５、送信部１０６、整合器１０７、メモリ１０８、シンセサイザ１０９、コネクタ１１０、水圧センサ１１１を含んで構成される。
【００２０】
電池１０１は、各構成要素を動作させるための電圧を供給する電池である。
【００２１】
電源１０２は、電池の供給する電圧を一定に保つための定電圧回路である。
【００２２】
ＧＰＳ受信モジュール１０３は、アンテナＡ２経由で受信されるＧＰＳ衛星から送信される電波の遅延を元に位置情報を取得するための位置情報取得部である。
【００２３】
なお、位置が特定できれば、ＧＰＳに拘る必要は無い。他の位置特定システムを、ＧＰＳ受信モジュール１０３に置き換えても本発明の実施の妨げとはならない。
【００２４】
制御部１０４は、メモリ１０８に記録されたプログラムに基づき、通信用ブイ１００内の処理を行う制御部である。
【００２５】
変調器１０５は、制御部１０４が送信に供するデータを変調する変調器である。ここでは伝送路に載せるためのＩＱ成分分離及び冗長性の付与（通信路符号化）を想定したデータ変調を行うことを想定している。
【００２６】
送信部１０６は、変調器１０５によって成分分離された後のデータを伝送路に載せるためのミキサなどを用いて変調器１０５の出力に対して処理を行う通信モジュールである。
【００２７】
整合器１０７は、出力信号の整合を取るための整合器である。
【００２８】
メモリ１０８は、制御部１０４が動作する際に用いるプログラムを保持するための記憶素子である。
【００２９】
本発明のメモリ１０８は上記の機能のみならず、コネクタ１１０を経由して外部から書き込み可能なようにされている。このように構成することで、外部からの電源供給を受けられる状況でデータの書き込みを行い、電池１０１の消耗を防ぐことが可能となる。
【００３０】
上記のような機能を具備するために、メモリ１０８はＦｌａｓｈ  ＲＯＭのような書き換え可能な素子を用意する必要がある。
【００３１】
また、コネクタ１１０経由での電力供給にも対応できるようにしておくことが好ましい。
【００３２】
シンセサイザ１０９は、送信部１０６がベースバンド周波数を伝送路周波数に変換する際にミキサが用いる信号を生成するＰＬＬ（フェイズロックループ）回路である。
【００３３】
コネクタ１１０は外部からメモリ１０８にアクセスするためのインターフェースである。ＵＳＢ（登録商標）などの、電源供給可能なインターフェースであることが運用上望ましいが、これに拘るものではない。
【００３４】
また変調器１０５、送信部１０６、整合器１０７、シンセサイザ１０９を統合して無線部としても良い。またこれらを１チップ化して、実装面積を減少させることも考えられる。
【００３５】
水圧センサ１１１は水圧の変化を感知するためのセンサであり、通信用ブイ１００の射出時に無駄な電力を消耗しないために設けられている。
【００３６】
上記の各構成要素が、通信用ブイ本体１２０に格納される。通信用ブイ本体１２０は水中の水圧に十分耐える構成となっている。
【００３７】
アンテナＡ１は、図示しない地上の設備局などに対して電波を送信するためのアンテナである。
【００３８】
アンテナＡ２は、図示しないＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するためのアンテナである。
【００３９】
これらのアンテナＡ１、Ａ２は、収納状態では丸めて格納されており、水上に浮上したところで展開するようになっている。
【００４０】
また、通信用ブイ本体１２０中には浮上用の空気タンクＡ３が備えられる。展開後のアンテナが水上に出る姿勢で浮遊するのが好ましい。この目的のためには空気タンクＡ３はアンテナ位置近傍に存在するのが良い。
【００４１】
次に、この通信用ブイ１００をどのように用いるか説明する。
【００４２】
図３は、本発明に関わる通信用ブイ１００の運用プロセスを表す概念図である。また、図４は、図３における本発明に関わる通信用ブイ１００の使用状況に関する概念図である。
【００４３】
まず、本発明に関わる通信用ブイ１００は潜水艇３０１に収納されている。この収納時には上述した収納状態、すなわちアンテナＡ１、Ａ２が丸められた状態になっている。
【００４４】
この状態で水中作業機たる潜水艇３０１は送信するデータの収集及び送信時の情報源符号化を行う。そして、潜水艇３０１はコネクタ１１０経由で射出する通信用ブイ１００のメモリ１０８に送信するデータを書き込む。
【００４５】
データの書き込みが終わると、本発明に関わる通信用ブイ１００は、潜水艇３０１から射出される形で水面上に打ち出される（ステップＳ１００１）。潜水艇３０１から水中に射出されるときの水圧の変化を水圧センサ１１１が検知する。この圧力変化をトリガにすることで、電源１０２は動作を停止し、浮上時までの無用な電力消費を防ぐことができる。ただし、水圧センサ１１１への電源の供給は継続する。
【００４６】
通信用ブイ１００自体は図示しない浮上用の空気タンクなどが付いているため、射出すると、水面に浮上する。したがって、簡単な放出器材があればこの通信用ブイ１００の運用は可能である。
【００４７】
浮上時に、通信用ブイ１００にかかる水圧は低くなる。水圧センサ１１１で検知した圧力が一定の閾値を下回ると、具体的には、上記圧力変化を検知した後、圧力が所定の閾値を下回って水上に浮上したことが検知されると、電源１０２が動作を再開し、下記の動作が開始される。
【００４８】
水面上に浮上後は、丸められたアンテナＡ１、Ａ２が展開される。
【００４９】
展開後、通信用ブイ１００はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信、地上の設備局３０３などへのデータの送信といった通信機能が実行可能となる。
【００５０】
通信機能が実行可能となった後、通信用ブイ１００はＧＰＳ信号をアンテナＡ２が受信し、通信用ブイ１００自身の位置を特定する（ステップＳ１００２）。これにより、地上の設備局３０３などへ送信するための位置情報が取得できる。
【００５１】
ステップＳ１００２で取得された位置情報及び潜水艇３０１で書き込まれたデータが揃うと、通信用ブイ１００はデータの出力を開始する。このとき位置情報も合わせて送信すると、船舶３０４及び航空機３０５が通信用ブイ１００に接近することで、通信を容易に行うことが可能となる（ステップＳ１００３）。
【００５２】
また、仮に位置情報が受信できない場合であっても、受信側に方向探知機能を有していれば、電波の到来方向が分かり、位置特定を迅速に行うことが可能となる。
【００５３】
なお、データの送信が完了した場合には、メモリ１０８中のデータを制御部１０４が破棄することで、情報の漏洩を防ぐことが可能となる。
【００５４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは言うまでもない。
【００５５】
例えば、海上では高波などにより信号の減衰が大きくなりがちである。そこで、再送信機能を制御部１０４に設ける、通信路符号化での冗長度を大きく取り、誤り訂正を可能にする、などの手段を用いることで安定した通信を行うことも考慮すべきであろう。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、水中作業時の地上の設備局への通信の中継方法について説明した。ただしこれだけには拘らず、水中作業を行う潜水艇自体を消耗品として取り扱う場合（ステップＳ１００１は自身の浮上となる）なども本発明の射程に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１００…通信用ブイ、１０１…電池、１０２…電源、
１０３…ＧＰＳ受信モジュール、１０４…制御部、１０５…変調器、
１０６…送信部、１０７…整合器、１０８…メモリ、１０９…シンセサイザ、
１１０…コネクタ、１１１…水圧センサ、１２０、９００…通信用ブイ本体、
９０１…送信用アンテナ、Ａ１、Ａ２…アンテナ、Ａ３…空気タンク。
【図１】
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【図２】
2012197064.tif 000004
【図３】
2012197064.tif 000005
【図４】
2012197064.tif 000006