(57)【要約】【課題】センサ子機からのデータ送信回数を減らすことによって、センサ子機の消費電力や通信トラフィックを低減しつつ、送信されたデータを確実に受信できるようにしたデータ収集システム及びそれを用いた制御システムを提供する。【解決手段】センサ子機１は、所定の送信タイミングがくると、センサ部１１で測定された最新の測定データと過去の測定データとを含む複数回分の測定データを無線親機２へ無線送信する無線通信部１３を備える。無線親機２は、センサ子機１からの送信データを無線通信部２１で受信すると、受信したデータを有線通信部２３から管理サーバ３へ転送する。管理サーバ３は、無線親機２を経由して受信した複数回分の測定データを、それぞれ測定時刻と対応付けられた状態で記憶部３２に記憶させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ子機とデータ収集装置とを備え、
前記センサ子機は、測定対象の状態量を測定するセンサ部と、所定の送信タイミングがくると、前記センサ部によって測定された最新の測定データと過去の測定データとを含む複数回分の測定データを前記データ収集装置へ無線送信する第１通信部とを備え、
前記データ収集装置は、前記センサ子機から送信された測定データを受信する第２通信部と、前記第２通信部が受信した測定データを測定時刻と対応付けられた状態で保存する記憶部とを備え、
前記データ収集装置は、前記第２通信部が受信した複数回分の測定データを前記記憶部に保存することを特徴とするデータ収集システム。
【請求項２】
前記記憶部は、測定時刻に対応付けて割り当てられた記憶領域に測定データを保存しており、
前記データ収集装置は、前記センサ子機から送信された複数回分の測定データを前記第２通信部が受信すると、過去の測定データを保存する記憶領域に測定データが書き込まれていない空白領域があるか否かを判断し、
前記データ収集装置は、前記空白領域があると判断した場合に、前記第２通信部が受信した複数回分の測定データに、前記空白領域に対応した測定時刻の測定データが含まれていれば、この測定データを前記空白領域に書き込むことを特徴とする請求項１記載のデータ収集システム。
【請求項３】
前記センサ子機を複数備え、
複数の前記センサ子機の各々で、前記第１通信部が測定データを送信するタイミングをずらすことを特徴とする請求項１又は２の何れか記載のデータ収集システム。
【請求項４】
前記第１通信部は、前記センサ部の測定データが所定の下限値以下、或いは、所定の上限値以上の場合は前記測定データの送信を行わないことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載のデータ収集システム。
【請求項５】
前記センサ子機の前記第１通信部は、自機に割り当てられた識別情報と、前記センサ部による測定データとを含む送信データを前記データ収集装置に無線送信し、
前記データ収集装置に、
前記第２通信部が受信した送信データに含まれる識別情報をもとに、前記センサ子機毎に測定データを前回受信してからの経過時間を複数回分集計し、複数回分の集計結果をもとに前記センサ子機毎に測定データの送信時間間隔を推定する推定部と、
前記推定部で推定された送信時間間隔以上、測定データを受信できていないセンサ子機を判別する判定部とが設けられたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載のデータ収集システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のデータ収集システムと、環境制御機器の動作状態を制御する制御部とを備え、
前記センサ子機は、前記環境制御機器が制御対象とする状態量を測定し、
前記制御部は、前記記憶部に保存された測定データに基づいて前記環境制御機器の動作状態を制御することを特徴とする制御システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記センサ子機で測定された複数回分の測定データに基づいて前記環境制御機器の動作状態を制御することを特徴とする請求項６記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ収集システム及びそれを用いた制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線センサと基地局と管理サーバとを備えた無線センサネットワークが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示されたシステムでは、無線センサが照度、湿度、温度の情報を取得すると、取得した情報を基地局へ無線送信する。基地局は、無線センサからの情報を受信すると、受信した情報を管理サーバに送信する。管理サーバは、基地局から受信した情報をデータベースに保存することによって管理し、データベースに保存されている情報に基づいて、照明装置、空調装置、冷蔵装置を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９５９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された無線センサネットワークでは、複数の無線センサから基地局へと情報が無線送信されるため、複数の無線センサからの情報が衝突して、データ送信に失敗する可能性があった。ここで、データ送信に失敗したために基地局からＡＣＫ信号が返送されなかった場合に、無線センサがデータを再送信すると、基地局側でデータを受信できる確率は高まるが、データの送信回数が増えることによって無線センサでの電力消費が増大し、無線センサが電池駆動の場合は電池の消耗が激しくなるという問題があった。またデータの送信回数が増えると、通信トラフィックが増大し、他の無線センサのデータ送信にも悪影響を及ぼし、通信障害がさらに起こりやすくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、センサ子機からのデータ送信回数を減らすことによって、センサ子機の消費電力や通信トラフィックを低減しつつ、センサ子機から無線送信されたデータを確実に受信できるようにしたデータ収集システム及びそれを用いた制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のデータ収集システムは、センサ子機とデータ収集装置とを備える。前記センサ子機は、測定対象の状態量を測定するセンサ部と、所定の送信タイミングがくると、前記センサ部によって測定された最新の測定データと過去の測定データとを含む複数回分の測定データを前記データ収集装置へ無線送信する第１通信部とを備える。前記データ収集装置は、前記センサ子機から送信された測定データを受信する第２通信部と、前記第２通信部が受信した測定データを測定時刻と対応付けられた状態で保存する記憶部とを備える。そして、前記データ収集装置は、前記第２通信部が受信した複数回分の測定データを前記記憶部に保存する。
【０００７】
このデータ収集システムにおいて、前記記憶部は、測定時刻に対応付けて割り当てられた記憶領域に測定データを保存する。前記データ収集装置は、前記センサ子機から送信された複数回分の測定データを前記第２通信部が受信すると、過去の測定データを保存する記憶領域に測定データが書き込まれていない空白領域があるか否かを判断する。そして、前記データ収集装置は、前記空白領域があると判断した場合に、前記第２通信部が受信した複数回分の測定データに、前記空白領域に対応した測定時刻の測定データが含まれていれば、この測定データを前記空白領域に書き込むことも好ましい。
【０００８】
このデータ収集システムにおいて、前記センサ子機を複数備え、複数の前記センサ子機の各々で、前記第１通信部が測定データを送信するタイミングをずらすことも好ましい。
【０００９】
このデータ収集システムにおいて、前記第１通信部は、前記センサ部の測定データが所定の下限値以下、或いは、所定の上限値以上の場合は前記測定データの送信を行わないことも好ましい。
【００１０】
このデータ収集システムにおいて、前記センサ子機の前記第１通信部は、自機に割り当てられた識別情報と、前記センサ部による測定データとを含む送信データを前記データ収集装置に無線送信する。そして、前記データ収集装置に推定部と判定部とが設けられることも好ましい。推定部は、前記第２通信部が受信した送信データに含まれる識別情報をもとに、前記センサ子機毎に測定データを前回受信してからの経過時間を複数回分集計し、複数回分の集計結果をもとに前記センサ子機毎に測定データの送信時間間隔を推定する。判定部は、前記推定部で推定した送信時間間隔以上、測定データを受信できていないセンサ子機を判別する。
【００１１】
本発明の制御システムは、上述した何れかのデータ収集システムと、環境制御機器の動作状態を制御する制御部とを備える。そして、前記センサ子機は、前記環境制御機器が制御対象とする状態量を測定し、前記制御部は、前記記憶部に保存された測定データに基づいて前記環境制御機器の動作状態を制御することを特徴とする。
【００１２】
この制御システムにおいて、前記制御部は、前記センサ子機で測定された複数回分の測定データに基づいて前記環境制御機器の動作状態を制御することも好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のデータ収集システムによれば、センサ子機からは、最新の測定データと過去の測定データとを含む複数回分の測定データが無線送信されている。したがって、通信エラーなどでセンサ子機から送信された測定データをデータ収集装置が受信できなかった場合でも、データ収集装置は、その後の送信タイミングでセンサ子機から送信された複数回分の測定データを記憶部に記憶させることにより、以前の送信タイミングで受信できなかった測定データを記憶部に確実に保存することができる。よって、センサ子機が、データ送信に失敗して無線親機からＡＣＫ信号を受信できなかった場合でも、測定データを再送信する必要が無く、通信エラー発生時に測定データの再送信を行わないことで、データ送信の回数を削減できる。これにより、センサ子機の電力消費を低減でき、センサ子機が電池駆動の場合には電池の寿命を延ばすことができる。また、データ送信の回数を削減することで、通信トラフィックの増大が抑制されるから、通信環境の悪化を防止でき、通信障害が発生する可能性を低減することができる。
【００１４】
本発明の制御システムによれば、上述と同様、センサ子機からのデータ送信回数を減らすことによって、センサ子機の消費電力や通信トラフィックの増大を抑制しつつ、センサ子機から無線送信されたデータを確実に受信することができる。そして、制御部は、データ収集装置の記憶部に保存された測定データに基づいて環境制御機器の動作状態を制御しているが、上述のようにセンサ子機から送信される測定データを記憶部に確実に保存できるから、記憶部に保存された測定データにしたがって適切な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）はセンサ子機のブロック図、（ｂ）は無線親機のブロック図、（ｃ）は管理サーバのブロック図である。
【図２】センサ子機の動作を説明するフローチャートである。
【図３】（ａ）（ｂ）はセンサ子機から送信される送信データのフレーム構造を説明する説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は管理サーバの記憶部に保存された測定データの説明図である。
【図５】無線親機及び管理サーバの動作を説明するフローチャートである。
【図６】（ａ）はセンサ子機と無線親機との間の無線通信を説明するシーケンス図、（ｂ）は無線親機から返信される返信データのフレーム構造を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係るデータ収集システム及びそれを用いた制御システムの実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００１７】
本実施形態では、制御対象のエリア内に配置されたセンサ子機１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにより照度、温湿度、気流、ＣＯ２濃度をそれぞれ測定し、その測定データをもとに照明器具４ａ，４ｂ及び空調機器４ｃの動作状態を制御する。尚、以下の説明では、主として、照度を測定するセンサ子機１ａから測定データを収集し、その測定データに基づいて照明器具４ａ，４ｂを制御するシステムについて主に説明する。
【００１８】
本実施形態のデータ収集システム及び制御システムは、図１に示すように、センサ子機１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、無線親機２と、管理サーバ３と、照明器具４ａ，４ｂと、空調装置４ｃを備えている。ここにおいて、無線親機２と管理サーバ３とでデータ収集装置が構成され、本実施形態では管理サーバ３に制御部の機能を持たせている。尚、センサ子機１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの種類並びに台数、無線親機２の台数、環境制御機器（照明器具４ａ，４ｂ及び空調装置４ｃからなる）の種類並びに台数は、要求仕様や用途に合わせて適宜変更が可能である。
【００１９】
センサ子機１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは測定対象の状態量が互いに異なっており、それ以外は共通の構成を有している。以下では照度を測定するセンサ子機１ａを例に説明を行い、温湿度を測定するセンサ子機１ｂ、気流を測定するセンサ子機１ｃ、ＣＯ２濃度を測定するセンサ子機１ｄについては説明を省略する。また、以下の説明において、個々のセンサ子機に特有の説明を行う場合、センサ子機１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと区別して表記し、センサ子機の種類に関係しない全般的な説明を行う場合は、センサ子機１と纏めて表記することとする。
【００２０】
センサ子機１ａは、図１（ａ）に示すように、ＭＣＵ（Micro Control Unit）１０と、センサ部１１と、記憶部１２と、無線通信部１３と、アンテナ１４と、操作部１５と、表示部１６と、電源部１７とを主要な構成として備えている。
【００２１】
ＭＣＵ１０は、センサ子機１ａの全体的な制御を行う。
【００２２】
センサ部１１は、例えばフォトダイオードのような照度センサからなり、周囲の照度に応じて信号レベルが変化する信号を出力する。尚、センサ子機１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの種類によってセンサ部１１が異なり、それぞれが測定対象とする状態量を測定するためのセンサ部を備えていれば良い。
【００２３】
記憶部１２は、例えばＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable and programmable read-only memory）のような不揮発性メモリで構成されている。記憶部１２は、ＭＣＵ１０によってデータの書き込み及び読み出しが行われ、自機に割り当てられた識別情報や、センサ部１１による測定データが保存される。
【００２４】
無線通信部１３（第１通信部）は例えば特定小電力無線モジュールからなり、アンテナ（ＡＮＴ）１４を介して無線信号の送信又は受信を行う。
【００２５】
操作部１５は、例えば測定データの下限値及び上限値を設定する操作や、対応する環境制御機器（例えばＬＥＤを光源とする調光制御が可能な照明器具４ａ，４ｂ）の動作状態を切り替える操作などを行うために使用される。
【００２６】
表示部１６は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ１０によって点灯／消灯が制御される。
【００２７】
電源部１７は例えば電池を電源として、センサ子機１ａの内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。
【００２８】
図１（ｂ）は無線親機２のブロック構成図であり、無線親機２は、ＭＣＵ２０と、無線通信部２１と、アンテナ（ＡＮＴ）２２と、有線通信部２３と、記憶部２４と、電源部２５とを主要な構成として備える。
【００２９】
ＭＣＵ２０は、無線親機２の全体的な制御を行う。
【００３０】
無線通信部２１（第２通信部）は例えば特定小電力無線モジュールからなり、アンテナ２２を介して無線信号の送信又は受信を行う。
【００３１】
有線通信部２３は、有線方式でシリアル通信を行う通信モジュールからなり、無線親機２に通信線を介して接続された管理サーバ３との間で有線のシリアルデータ通信を行う。
【００３２】
記憶部２４は、例えばＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリからなり、ＭＣＵ２０によってデータの読み出し及び書き込みが行われる。ＭＣＵ２０は、無線通信部２１がセンサ子機１から受信した測定データを、センサ子機１毎に割り当てた記憶部２４の記憶領域に記憶させる。そして、有線通信部２３が管理サーバ３からデータ送信要求を受け取ると、ＭＣＵ２０は記憶部２４から所望のセンサ子機１の測定データを読み出し、有線通信部２３から管理サーバ３へと送信させる。
【００３３】
電源部２５は例えば商用交流電源から給電され、無線親機２の内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。
【００３４】
管理サーバ３は、例えばノート型のパーソナルコンピュータやサーバコンピュータで構成される。図１（ｃ）は管理サーバ３のブロック構成図であり、管理サーバ３は、ＣＰＵ３０と、通信部３１と、記憶部３２と、電源部３３と、表示部３４と、操作部３５とを主要な構成として備えている。
【００３５】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０は、管理サーバ３の全体的な制御を行う。
【００３６】
通信部３１は、有線方式でシリアル通信を行う通信モジュールからなる。通信部３１は、通信線を介してそれぞれ接続された無線親機２や、環境制御機器４（照明器具４ａ，４ｂ及び空調装置４ｃからなる）や、イーサネット（登録商標）通信を行う通信モジュール６との間でデータ通信を行う。
【００３７】
記憶部３２は、例えばハードディスクのような外部記憶装置からなり、通信部３１が無線親機２を経由して受信したセンサ子機１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの測定データを記憶する。
【００３８】
電源部３３は、例えば商用交流電源から給電されて、管理サーバ３の内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。
【００３９】
表示部３４は例えばディスプレイ装置からなり、各種の設定画面やモニタ画面を表示する。
【００４０】
操作部３５は例えばキーボードやマウスなどの入力装置からなり、利用者が何らかの入力を行うために使用される。
【００４１】
次に、無線親機２及び管理サーバ３からなるデータ収集装置が、センサ子機１ａから測定データを収集し、収集した測定データに基づいて照明器具４ａ，４ｂの動作状態を制御する方法について説明する。
【００４２】
先ず、センサ子機１ａが測定データを無線親機２に送信する動作について図２のフローチャートを参照して説明する。無線親機２及び管理サーバ３に電源が投入されている状態でセンサ子機１ａに電源が投入されると（ステップＳ１）、ＭＣＵ１０が動作を開始し、自機の局番、グループ、チャンネル、送信間隔を記憶部１２から読み出して、初期設定を行う（ステップＳ２）。
【００４３】
初期設定が終了すると、ＭＣＵ１０は、センサ部１１に状態量（センサ子機１ａの場合は照度）の測定を開始させる（ステップＳ３）。ＭＣＵ１０は、前回送信時から所定の送信間隔（送信タイミング）が経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。前回送信時から所定の送信間隔が経過していなければ（ステップＳ４のＮｏ）、ＭＣＵ１０は、ステップＳ３の処理に戻って、センサ部１１に状態量の測定を行わせる。一方、前回送信時から所定の送信間隔が経過していれば（ステップＳ４のＹｅｓ）、ＭＣＵ１０は測定データの定期送信を行う。すなわち、ＭＣＵ１０は、最新の測定データを送信データ（今回送信時の測定データ）として記憶部１２に記憶させた後（ステップＳ５）、記憶部１２から前回送信時の測定データＤＡＴＡ（ｎ−１）と、前々回送信時の測定データＤＡＴＡ（ｎ−２）とを読み出す。ＭＣＵ１０は最新の測定データＤＡＴＡ（ｎ）と、過去の測定データＤＡＴＡ（ｎ−１）、ＤＡＴＡ（ｎ−２）とを含む送信データを作成し、この送信データを無線通信部１３から無線親機２へと無線送信させる（ステップＳ６）。これにより、センサ子機１から無線親機２へ測定データが定期送信される。ＭＣＵ１０は、測定データを送信した後、ステップＳ３に戻って、上記の処理を繰り返す。
【００４４】
ここで、図３（ａ）はセンサ子機１から無線親機２へと無線送信される送信データのフレーム構造を示し、コマンド種別とデータ長と局番とデータとＢＣＣ（Block Check Character）とで１フレームのデータが構成されている。また図３（ｂ）はデータ内の構成を示し、最新の測定データＤＡＴＡ（ｎ）と、前回送信時の測定データＤＡＴＡ（ｎ−１）と、前々回送信時の測定データＤＡＴＡ（ｎ−２）と、ステータス値とで構成されている。このように、センサ子機１からは、最新の測定データと過去の測定データ（前回送信時及び前々回送信時の測定データ）とを含む複数回分の測定データが無線親機２を介して管理サーバ３に送信されることになる。下記の表１は、送信時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５…ｔｎにおいてそれぞれ送信された送信された測定データを示し、起動直後の時刻ｔ１では、過去に送信された測定データがないため、最新の測定データＤＡＴＡ（１）のみが送信される。２回目の送信となる時刻ｔ２では、最新の測定データＤＡＴＡ（２）と前回の測定データＤＡＴＡ（１）とが送信される。そして、時刻ｔ３以後の時刻ｔｎ（ｎは３以上の整数）では、最新の測定データＤＡＴＡ（ｎ）と、前回の測定データＤＡＴＡ（ｎ−１）と、前々回の測定データＤＡＴＡ（ｎ−２）との３つの測定データが送信されることになる。
【００４５】
【表１】
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上述のようにしてセンサ子機１から無線送信された測定データは無線親機２の無線通信部２１で受信される。無線通信部２１が測定データを受信すると、ＭＣＵ２０は、記憶部２４にセンサ子機毎に割り当てられた記憶領域に、受信した測定データを一旦記憶させる。管理サーバ３は所定のタイミングで無線親機２にデータ送信要求を送信し、このデータ送信要求を有線通信部２３が受信すると、ＭＣＵ２０は、記憶部２４から所望のセンサ子機１の測定データを読み出し、有線通信部２３から管理サーバ３へと送信させる。
【００４６】
管理サーバ３のＣＰＵ３０は、所定のタイミングで通信部３１から無線親機２へデータ送信要求を送信させる。このデータ送信要求に応じて無線親機２から返送された測定データを通信部３１が受信すると、ＣＰＵ３０は、通信部３１の受信した測定データを記憶部３２に記憶させ、各々のセンサ子機１で測定された測定データを管理する。ここで、記憶部３２には、測定時刻の古い順番で測定データを格納する記憶領域が設定されている。
【００４７】
図５は、受信した測定データを記憶部３２に保存する動作を説明するフローチャートである。上述のようにセンサ子機１は定期送信により複数回分の測定データを無線親機２に送信しており、この複数回分の測定データは無線親機２に一旦記憶されている。無線親機２は、管理サーバ３からのデータ送信要求を受信すると、記憶部２４から読み出した複数回分の測定データを管理サーバ３へ転送する。管理サーバ３の通信部３１が無線親機２から転送された複数回分の測定データを受信すると（ステップＳ１１）、ＣＰＵ３０は、過去の測定データを保存する記憶領域に、測定データが書き込まれていない空白領域があるか否かを判断する（ステップＳ１２）。空白領域がある場合、ＣＰＵ３０は、受信した複数回分の測定データから空白領域に対応した測定時刻の測定データを抽出して空白領域に書き込むとともに（ステップＳ１３）、最新の測定データを対応する記憶領域に書き込む（ステップＳ１４）。一方、空白領域がない場合、ＣＰＵ３０は、最新の測定データのみ、対応する記憶領域に書き込む（ステップＳ１４）。
【００４８】
例えば図４（ａ）〜（ｃ）は記憶部３２の記憶領域ａ１，ａ２，ａ３…に記憶されている測定データの一例である。図４（ａ）は時刻ｔ５における記憶内容、図４（ｂ）は時刻ｔ６における記憶内容、図４（ｃ）は時刻ｔ７における記憶内容をそれぞれ示している。無線親機２は、時刻ｔ１から時刻ｔ５までの間にセンサ子機１から送信された測定データの受信に成功しており、図４（ａ）に示すように、時刻ｔ５において管理サーバ３の記憶部３２には時刻ｔ１〜ｔ５における測定データＤＡＴＡ（１）〜ＤＡＴＡ（５）が全て保存されている。一方、無線親機２は、時刻ｔ６においてセンサ子機１から送信された測定データの受信に失敗しており、図４（ｂ）に示すように管理サーバ３の記憶部３２には時刻ｔ６における測定データＤＡＴＡ（６）が保存されていない。したがって、時刻ｔ６に対応した記憶領域ａ６は、書き込まれるはずの測定データが、通信エラーなどの理由で書き込まれていない空白領域となっている。その後、時刻ｔ７において、無線親機２がセンサ子機１から送信された測定データの受信に成功すると、管理サーバ３には、無線親機２を経由して最新の測定データＤＡＴＡ（７）と前回及び前々回の測定データＤＡＴＡ（６）、ＤＡＴＡ（５）が入力される。管理サーバ３のＣＰＵ３０は、記憶部３２に空白領域があるか否かを確認し、時刻ｔ６の測定データに対応した記憶領域が空白領域となっているのを確認すると、今回受信した測定データに含まれる測定データＤＡＴＡ（６）をこの空白領域に保存させる。
【００４９】
管理サーバ３のＣＰＵ３０（制御部）は、記憶部３２に保存された測定データをもとに、対応する環境制御機器（照明器具４ａ，４ｂ）の動作状態を制御する。ここで、ＣＰＵ３０は、センサ子機１ａによって測定された照度の測定データをもとに、調光制御が可能な照明器具４ａ，４ｂの動作状態を制御する。例えばＣＰＵ３０は、センサ子機１ａで測定された照度の測定データに基づいて、所望の明るさが得られるように、照明器具４ａ，４ｂの調光レベルを制御する。
【００５０】
上述のように、センサ子機１は、測定対象の状態量を測定するセンサ部１１と、所定の送信タイミングがくると、センサ部１１によって測定された最新の測定データと過去の測定データとを含む複数回分の測定データをデータ収集装置へ無線送信する無線通信部１３とを備える。一方、データ収集装置（無線親機２及び管理サーバ３からなる）は、センサ子機１から送信された測定データを受信する無線通信部２１と、無線通信部２１が受信した測定データを測定時刻と対応付けられた状態で保存する記憶部３２とを備える。そして、データ収集装置は、無線通信部２１が受信した複数回分の測定データを記憶部３２に保存している。
【００５１】
ここで、センサ子機１又は無線親機２の不具合や、通信環境の変化等による通信エラーによって、センサ子機１から送信されてくるはずの測定データを無線親機２側で受信できず、管理サーバ３の記憶部３２にある時点での測定データが保存されない可能性がある。このような場合でも、管理サーバ３のＣＰＵ３０は、その後の送信タイミングでセンサ子機１から送信された複数回分の測定データを記憶部３２に保存しているので、以前に受信できなかった測定データを受信できる可能性が高まり、測定データを記憶部３２に確実に保存することができる。したがって、センサ子機１は、データ送信に失敗して無線親機２からＡＣＫ信号を受信できなかった場合でも、測定データを再送信する必要が無く、通信エラー発生時に測定データの再送信を行わないことで、データ送信の回数を削減できる。これにより、センサ子機１の電力消費を低減でき、センサ子機１が電池駆動の場合には電池の寿命を延ばすことができる。また、データ送信の回数を削減することで、通信トラフィックの増大が抑制されるから、通信環境の悪化を防止でき、通信障害が発生する可能性を低減することができる。
【００５２】
尚、記憶部３２は、測定時刻に対応付けて割り当てられた記憶領域に測定データを保存している。データ収集装置（無線親機２及び管理サーバ３からなる）は、センサ子機１から送信された複数回分の測定データを無線通信部２３が受信すると、過去の測定データを保存する記憶領域に測定データが書き込まれていない空白領域があるか否かを判断する。そして、データ収集装置は、空白領域があると判断した場合に、無線通信部２３が受信した複数回分の測定データに、空白領域に対応した測定時刻の測定データが含まれていれば、この測定データを空白領域に書き込んでおり、空白領域をなくすことができる。
【００５３】
また、管理サーバ３のＣＰＵ３０（制御部）は、記憶部３２に保存された測定データに基づいて環境制御機器の動作状態を制御しているが、上述のようにセンサ子機１から送信される測定データを記憶部３２に確実に保存できるから、記憶部３２に保存された測定データにしたがって適切な制御を行うことができる。
【００５４】
なお、ＣＰＵ３０（制御部）は、センサ子機１で今回測定された１回分の測定データのみに基づいて環境制御機器の動作状態を制御するのではなく、複数回分の測定データに基づいて環境制御機器の動作状態を変化させてもよい。これにより環境制御機器を安定的に動作させることができる。
【００５５】
例えばセンサ子機１の近辺を人が移動することによって、センサ部１１が人の陰に短時間入ると、センサ子機１から送信される測定データが大きく変化する。ここで、ＣＰＵ３０が、センサ子機１で今回測定された１回分の測定データに基づいて、照明器具４ａ，４ｂの動作状態を変化させた場合、照明器具４ａ，４ｂの光出力が短時間で大きく変動してしまう。それに対して、ＣＰＵ３０が、センサ子機１で今回までに測定された複数回分の測定データに基づいて照明器具４ａ，４ｂの動作状態を制御すれば、単発的な測定データ（照度）の変化によって照明器具４ａ，４ｂの動作状態が頻繁に変更されにくくなり、照明器具４ａ，４ｂを安定的に動作させることができる。
【００５６】
また無線親機２は、図６（ａ）に示すように、センサ子機１から送信データを受信すると、送信元のセンサ子機１にデータ送信が成功したことを示す返信データを返送するＡＣＫ機能を有している。図６（ｂ）は返信データの構造を示し、コマンド種別とデータ長とレスポンスと電界強度とＢＣＣとで構成されている。このように、無線親機２は、センサ子機１から送信された送信データの受信電界強度を返送しており、センサ子機１では、返信データに含まれる受信電界強度から電波環境を把握できる。周囲の電波環境を確認するために、利用者が操作部１５を操作すると、ＭＣＵ１０は、例えば表示部１６が備える複数個の発光ダイオードのうち、受信電界強度に応じた個数の発光ダイオードを点灯させている。このように、無線親機２から返送された受信電界強度に応じて点灯させる発光ダイオードの個数を変化させることによって、センサ子機１と無線親機２との間の電波環境を利用者に知らしめることができる。利用者は表示部１６の表示を見て、電波環境が良好な場所にセンサ子機１或いは無線親機２を移動することで、センサ子機１と無線親機２との間の通信エラーを低減することができる。
【００５７】
またセンサ子機１と無線親機２との間の無線通信に複数の搬送波周波数が使用可能であり、センサ子機１が何れかの搬送波周波数を選択して使用するようにしてもよい。すなわち、センサ子機１が、無線親機２へ測定データを送信する前にキャリアセンスを行い、各々の搬送波周波数で混雑状況を把握し、混雑度合いが比較的低い周波数帯域（搬送波周波数）を選択して使用する。ここにおいて、混雑度合いが低い搬送波周波数が複数ある場合、センサ子機１は周波数が最も低い搬送波周波数を選択してもよいし、周波数が最も高い搬送波周波数を選択してもよい。また、送信波のスペクトル分布は搬送波周波数を中心として所定の帯域幅にある程度広がって分布するので、隣接する搬送波周波数が使用されている場合、その影響を受けて通信エラーが発生する可能性がある。したがって、混雑度合いが低い搬送波周波数が３つ以上連続して存在する場合、センサ子機１では、両隣の搬送波周波数が使用されていない搬送波周波数を選択するようにしてもよい。
【００５８】
また利用者がセンサ子機１の操作部１５を操作することによって、センサ子機１から無線親機２へ周波数帯域探索要求を送信させ、無線親機２側で空きチャンネルの探索を行わせてもよい。無線親機２は、センサ子機１から周波数帯域探索要求を受け取ると、周波数帯域の混雑状況を探索し、探索結果（例えば混雑度合いが比較的少ない搬送波周波数の値）を要求元のセンサ子機１に返信する。要求元のセンサ子機１は、無線親機２から探索結果を受信すると、その探索結果を表示部１６に表示させる。この表示を見た利用者が操作部１５を用いて搬送波周波数を切り替えると、センサ子機１は、切り替え後の搬送波周波数を用いて無線親機２との間で無線送信を行っており、混雑度合いが比較的少ない搬送波周波数を使用することで、通信エラーを低減できる。
【００５９】
また、センサ子機１は所定の送信タイミングがくると測定データを送信しているが、センサ部１１の測定データが所定の下限値以下、或いは、所定の上限値以上の場合、測定データの送信を行わないことも好ましい。
【００６０】
例えば照明用途では、１００ルクス以下の低照度の領域で明るさが変化しても、人の目には明るさの変化が感じられない。したがって、下限値を１００ルクスに設定しておけば、測定データが１００ルクス以下の場合は、センサ子機１から測定データが送信されないため、無線通信の回数を減らして電力消費を低減できる。また、１万ルクス以上の領域では、事務所の照明基準（７５０〜１５００ルクス）に比べて十分明るく、必要な照度が確保できている。したがって、上限値を１万ルクスに設定しておけば、測定データが１万ルクス以上の場合は、センサ子機１から測定データが送信されないため、上述と同様、無線通信の回数を減らして電力消費を低減できる。尚、測定データの下限値及び上限値、すなわちデータ送信が必要な範囲は、センサ子機１に予め設定されたデフォルト値を使用してもよいし、個々のセンサ子機１毎にユーザが操作部１５を用いて設定した値を使用してもよい。
【００６１】
ところで、無線親機２の通信範囲内に複数台のセンサ子機１が存在する場合に、複数台のセンサ子機１で測定データの送信タイミングが重なると、無線親機２でデータの衝突が発生して測定データを受信できない可能性がある。そこで、センサ子機１が測定データの送信を行う場合に、各々のセンサ子機１で測定データの送信タイミングをずらすことが好ましく、送信データが衝突する確率を低減できる。ここで、送信タイミングをずらす方法としては、測定データを送信する際にセンサ子機１が同じ測定データを、ランダムな時間間隔で複数回繰り返して送信する方法がある。例えば１回目の送信は前回送信時から（１＋０．０１）秒後、２回目の送信は前回送信時から（１＋０．０２）秒後、３回目の送信は前回送信時から（１−０．０２）秒後、ｎ回目の送信は前回送信時から（１±０．０Ｘ）秒後（Ｘはランダムな数）に行う。このようにランダムな時間間隔で送信することで、データの衝突を回避することができる。また、各々のセンサ子機１に固有のＭＡＣアドレスを用い、ＭＡＣアドレスの末尾１桁の数字をｎ、基準の送信間隔をｄｔとし、以下の式（１）で送信間隔Ｔを決定してもよく、データが衝突する確率を１０分の１に低減できる。
【００６２】
Ｔ＝ｄｔ＋ｎ×１０（ｍｓｅｃ）  …（１）
また、各々のセンサ子機１には個別の識別情報が割り当てられており、センサ子機１から測定データを送信する際は、センサ子機１に割り当てられた識別情報を局番データとして、無線親機２へ送信している。無線通信部２１がセンサ子機１からの送信データを受信すると、無線親機２のＭＣＵ２０は、送信データに含まれる識別情報をもとに、センサ子機１毎に測定データを前回受信してからの経過時間を複数回分集計する。ＭＣＵ２０は、複数回分の集計結果をもとにセンサ子機１毎に測定データの送信時間間隔を推定しており、推定した送信時間間隔以上、測定データを受信できていないセンサ子機１を判別する。そして、推定した送信時間間隔以上、測定データを受信できていないセンサ子機１があれば、ＭＣＵ２０は、このセンサ子機１で故障が発生したか、このセンサ子機１との間の無線通信が不能になっていると判断し、判断結果を有線通信部２３から管理サーバ３に送信させ、管理サーバ３の表示部３４に異常を表示させる。このように無線親機２のＭＣＵ２０が、送信時間間隔の推定値以上、測定データを受信できていないセンサ子機１を判別し、その結果を表示部３４に表示させているので、管理サーバ３を使用する管理者に、長期間にわたって測定データを受信できていないセンサ子機１や、無線親機２の点検を促すことができる。
【００６３】
ここにおいて、無線親機２が備えるＭＣＵ２０の演算機能によって、各々のセンサ子機１について送信時間間隔を推定する推定部と、測定データを送信時間間隔以上受信できていないセンサ子機１を判別する判定部が構成されている。本実施形態ではセンサ子機１に推定部や判定部の機能を持たせているが、管理サーバ３に推定部や判定部の機能を持たせてもよい。この場合、管理サーバ３が、センサ子機１からの送信データに含まれる識別情報をもとに、各センサ子機１の送信時間間隔を推定する処理や、推定された送信時間間隔以上、測定データを受信できていないセンサ子機１を判定する処理を行い、判定結果を表示部３４に表示させる。
【００６４】
尚、本発明のデータ収集システム及び制御システムは上記のものに限定されるものではなく、使用目的や用途に応じて適宜変更が可能である。例えばデータ収集システムが、照度、温度（例えば気温、室温、放射温度など）、湿度、ガス濃度（例えばＣＯ２濃度）のうちの１種又は複数種を検出するセンサ子機を備えていてもよい。また、このようなデータ収集システムを用いた制御システムとしては、センサ子機で測定された照度の測定データを収集した結果をもとに照明器具を制御するものでもよい。また、センサ子機で測定された温度、湿度、ガス濃度の測定データを収集した結果をもとに、環境制御機器として空調装置や冷蔵装置（冷凍装置）を制御するものでもよい。
【００６５】
また、本実施形態ではセンサ子機１の台数が多いため、複数台の無線親機２と管理サーバ３とでデータ収集装置を構成しているが、小規模のシステムであれば、管理サーバ３の機能を無線親機２に持たせ、無線親機２のみでデータ収集装置を構成してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  センサ子機
２  無線親機（データ収集装置）
３  管理サーバ（データ収集装置、制御部）
１１  センサ部
１３  無線通信部（第１通信部）
２１  無線通信部（第２通信部）
２３  有線通信部
３０  ＣＰＵ（推定部、判定部）
３２  記憶部
【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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