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公開番号2024148091
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-17
出願番号2023061011
出願日2023-04-04
発明の名称センサシステム及びセンサデバイス
出願人横河電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G08C 25/00 20060101AFI20241009BHJP(信号)
要約【課題】より多数の被測定物を対象として物理量測定の信頼性を向上しつつ、センサデバイスの消費電力を低減する。
【解決手段】センサシステムは、第1センサデバイス、及び、第2センサデバイスを有する。第1センサデバイスは、第1通信部及び第1制御部を備え、第2センサデバイスは、第2通信部及び第2制御部を備える。第1センサデバイスは、予め一定の周期で定められた一定期間である通信期間ごとに、第1通信部に、被測定物の物理量の測定値を含む第1通信信号を送信する送信動作を行わせる。第2センサデバイスは、通信期間ごとに、第2通信部に、第1センサデバイスから送信された第1通信信号を受信するための受信動作を行わせ、通信期間に第2通信部が第1センサデバイスから第1通信信号を受信したか否か、及び、第1センサデバイスから第1通信信号を受信した場合は第1通信信号の内容に基づき、第1センサデバイスにおける異常を検出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１センサデバイス、及び、第２センサデバイスを有するセンサシステムであって、
第１センサデバイスは、
通信を行う第１通信部と、
第１制御部と、
を備え、
第２センサデバイスは、
通信を行う第２通信部と、
第２制御部と、
を備え、
前記第１センサデバイスの前記第１制御部は、予め一定の周期で定められた一定期間である通信期間ごとに、前記第１通信部に、被測定物の物理量の測定値を含む第１通信信号を送信する送信動作を行わせ、
前記第２センサデバイスの第２制御部は、
前記通信期間ごとに、前記第２通信部に、前記第１センサデバイスから送信された前記第１通信信号を受信するための受信動作を行わせ、
前記通信期間に前記第２通信部が前記第１センサデバイスから前記第１通信信号を受信したか否か、及び、前記第１センサデバイスから前記第１通信信号を受信した場合は当該第１通信信号の内容に基づき、前記第１センサデバイスにおける異常を検出する、
センサシステム。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記第２センサデバイスの前記第２制御部は、前記第１センサデバイスにおける異常を検出した場合、前記通信期間ごとに、前記第２通信部に、前記被測定物の前記物理量の測定値を含む第２通信信号を前記第１センサデバイスと同一の通信方式により送信する送信動作を開始させる、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記第１センサデバイスの前記第１制御部は、前記通信期間ごとに、前記第１通信部に、送信元のネットワーク情報を更に含む信号を前記第１通信信号として送信させ、
前記第２センサデバイスの前記第２制御部は、前記第１センサデバイスにおける異常を検出した場合、前記通信期間ごとに、前記第２通信部に、前記第１通信信号に含まれる前記ネットワーク情報と同一のネットワーク情報を更に含む信号を前記第２通信信号として送信させる、
請求項２に記載のセンサシステム。
【請求項４】
複数の前記第２センサデバイスを備え、
前記第１センサデバイスにおける異常が検出された場合、予め定められた前記第２センサデバイスの優先順位に基づき、一つの前記第２センサデバイスの前記第２制御部が、前記通信期間ごとに前記通信部に前記第２通信信号を送信する送信動作を開始させる、
請求項２に記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記第２センサデバイスの前記第２制御部は、予め定められたタイミングに、前記通信期間ごとに、前記第２通信部に、前記被測定物の前記物理量の測定値を含む前記第２通信信号を送信する送信動作を開始させ、
前記第１センサデバイスの前記第１制御部は、
前記予め定められたタイミングに、前記第１通信部に前記送信動作を停止させて、前記第１通信部に、前記第２センサデバイスから送信された前記第２通信信号を受信するための受信動作を開始させ、
前記通信期間に前記第１通信部が前記第２センサデバイスから前記第２通信信号を受信したか否か、及び、前記第２センサデバイスから前記第２通信信号を受信した場合は当該第２通信信号の内容に基づき、前記第２センサデバイスにおける異常を検出する、
請求項２に記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記第１センサデバイスの前記第１制御部は、前記通信期間ごとに、前記第１通信部に、第１測定部により測定された前記被測定物の前記物理量の測定値を含む信号を前記第１通信信号として送信させ、
前記第２センサデバイスの前記第２制御部は、前記第１センサデバイスにおける異常を検出した場合、前記通信期間ごとに、前記第２通信部に、第２測定部により測定された前記被測定物の前記物理量の測定値であって、前記第１測定部の測定結果及び前記第２測定部の測定結果の対応関係に応じて補正された測定値を含む信号を前記第２通信信号として送信させる、
請求項２に記載のセンサシステム。
【請求項７】
前記第１センサデバイスの前記第１制御部は、前記通信期間ごとに、前記第１通信部に、第１測定部により測定された前記被測定物の前記物理量の測定値を含む信号を前記第１通信信号として送信させ、
前記第２センサデバイスの前記第２制御部は、前記第１センサデバイスから受信した前記第１通信信号に含まれる前記第１測定部により測定された前記物理量の測定値と、第２測定部により測定された前記被測定物の前記物理量の測定値との比較に基づき、前記第１センサデバイスにおける異常を検出する、
請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項８】
前記第２センサデバイスの前記第２制御部は、前記通信期間に前記第１通信信号を受信しなかった場合に、前記第１センサデバイスにおける異常を検出する、請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項９】
前記第１センサデバイスの前記第１制御部は、前記第１センサデバイスにおける異常を検出した場合、前記第１通信部に、異常を示す異常信号を前記第１通信信号として送信させ、
前記第２センサデバイスの前記第２制御部は、前記第１センサデバイスから前記異常信号を受信した場合、前記第１センサデバイスにおける異常を検出する、
請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１０】
被測定物の物理量を測定する測定部と、通信を行う通信部と、制御部と、を備えるセンサデバイスであって、
前記制御部は、
予め一定の周期で定められた一定期間である通信期間ごとに、前記被測定物の前記物理量の測定値を含む第１通信信号を他のセンサデバイスから受信するための受信動作を前記通信部に行わせ、
前記通信期間に前記通信部が前記他のセンサデバイスから前記第１通信信号を受信したか否か、及び、前記他のセンサデバイスから前記第１通信信号を受信した場合は当該第１通信信号の内容に基づき、前記他のセンサデバイスにおける異常を検出し、
前記他のセンサデバイスにおける異常を検出した場合、前記通信期間ごとに、前記通信部に、前記測定部により測定された前記被測定物の前記物理量の測定値を含む第２通信信号を前記他のセンサデバイスと同一の通信方式により送信する送信動作を行わせる、
センサデバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、センサシステム及びセンサデバイスに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、様々な物理量を測定し、測定された物理量を無線通信により送信する無線フィールド機器に関する技術が記載されている。特許文献１には、ネットワークに接続したセンサの冗長化に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
横河技報Vol．55 No.2 (2012)
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２００６／０９０４８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線フィールド機器等の複数のセンサデバイスが被測定物の物理量を測定し、同一のアクセスポイントを経由してホストデバイスに測定データを送信するシステムを考える。このようなシステムにおいて、複数のセンサデバイスが同一の被測定物の物理量を測定し、各センサデバイスがそれぞれの測定データをホストデバイスへ送信する。このように、同一の被測定物について複数のセンサデバイスを用いる冗長化を行うことで、いずれかのセンサデバイスが故障した場合であっても、ホストデバイスは、他のセンサデバイスから測定データを取得し続けることができ、物理量測定の信頼性を高めることができる。
【０００６】
しかし、アクセスポイントに同時に接続可能なデバイス数には上限があるため、従来の構成を用いて上記のようなシステムを構築すると、同一のアクセスポイントについて冗長化可能なセンサデバイスの個数に限界があった。また、同一のアクセスポイントを使用しつつ、複数の被測定物の各々について上記のような複数のセンサデバイスを用いた冗長化を行う場合、アクセスポイントの最大接続数に応じて、被測定物の個数を増やすと冗長化可能なセンサデバイスの個数が減少する。そのため、同一のアクセスポイントを使用して従来の構成により複数の被測定物を測定する場合、被測定物の個数とセンサデバイスの冗長化により実現可能な信頼性との間にトレードオフの関係があった。さらに、センサデバイスが電池（バッテリ）で動作する場合、電池の交換回数を少なくするために、センサデバイスの消費電力を低減することが重要であるが、従来の構成を用いた場合は、消費電力の低減という観点から改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本開示は、より多数の被測定物を対象として物理量測定の信頼性を向上するとともにセンサデバイスの消費電力を低減することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
幾つかの実施形態に係るセンサシステムは、
（１）第１センサデバイス、及び、第２センサデバイスを有するセンサシステムであって、
第１センサデバイスは、
通信を行う第１通信部と、
第１制御部と、
を備え、
第２センサデバイスは、
通信を行う第２通信部と、
第２制御部と、
を備え、
前記第１センサデバイスの前記第１制御部は、予め一定の周期で定められた一定期間である通信期間ごとに、前記第１通信部に、被測定物の物理量の測定値を含む第１通信信号を送信する送信動作を行わせ、
前記第２センサデバイスの第２制御部は、
前記通信期間ごとに、前記第２通信部に、前記第１センサデバイスから送信された前記第１通信信号を受信するための受信動作を行わせ、
前記通信期間に前記第２通信部が前記第１センサデバイスから前記第１通信信号を受信したか否か、及び、前記第１センサデバイスから前記第１通信信号を受信した場合は当該第１通信信号の内容に基づき、前記第１センサデバイスにおける異常を検出する。
【０００９】
このような構成によれば、第１センサデバイスに異常が生じた場合に、第２センサデバイスにおいて異常を検出することができる。ここで、第１センサデバイスが信号を送信する間、第２センサデバイスは信号を受信するのみであるため、第１センサデバイス及び第２センサデバイスが電池で駆動する場合に、第２センサデバイスの消費電力を低減することができる。また、第１センサデバイスが通信信号を送信している間は、第２センサデバイスは通信信号の受信動作を行うのみである。そのため、同一の被測定物を測定するセンサデバイスの個数に上限はない。さらに、上記センサシステムが同時に使用する通信リソースは１回線分のみであるため、冗長化のためのセンサデバイスの個数にかかわらず、アクセスポイントの最大接続数まで上記センサシステムを接続して同時に稼働することができる。よって、アクセスポイントごとに、そのアクセスポイントの最大接続数と同数の被測定物の監視を同時に行うことができる。したがって、より多数の被測定物を対象として物理量測定の信頼性を向上するとともに、センサデバイスの消費電力を低減することが可能になる。
【００１０】
一実施形態において、
（２）（１）のセンサシステムにおいて、
前記第２センサデバイスの前記第２制御部は、前記第１センサデバイスにおける異常を検出した場合、前記通信期間ごとに、前記第２通信部に、前記被測定物の前記物理量の測定値を含む第２通信信号を前記第１センサデバイスと同一の通信方式により送信する送信動作を開始させてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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