JP3750398B2 - 分布測定装置及びセンサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面や立体といった領域内の分布測定を行うための分布測定装置及びそれに用いるセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にセンサシステムは「センサヘッド−センサ本体−コントローラ」間が有線で結線された構成となっている。ここで有線区間（例えばセンサヘッド−センサ本体間）を無線に置き換えることで、省配線かつレイアウトフリーなセンシングが可能となる。
【０００３】
この利点を活かし、センサを複数個所に密に配置することで、例えば面分布状況をセンスすることが可能となる。一例を示すと、センサとして温度センサを用い、監視空間（室内）の各所にそのセンサを点在させる。そして、各センサで検出した温度情報を、無線を介してターミナルに送ることにより、そのターミナルは部屋の各所の温度情報を収集でき、温度分布状況がわかる。この温度分布状況を受けたコントローラが制御対象機器（例えばエアコン）を制御し、室内の温度分布を均一にするように制御することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のセンサとコントローラを用いたセンサシステムでは、以下に示す問題があった。すなわち、センサとコントローラ間での無線通信は、割り当てられた無線伝送チャネルが空いているのを確認し、その空きチャネルを使用してデータを送信する。従って、例えば同時に複数のセンサからターミナルに向けてデータを送信しようとすると、チャネル衝突が発生し、ターミナルでは正常にデータを受信することができなくなる。
【０００５】
そこで、係る衝突を回避するには、伝送チャネルを複数用意するか、全てのセンサを同期させる同期タイムスロット（時分割）制御が必要となる。そのため、センサ数を増やすと伝送制御処理も累乗的に増加し、回路規模も大型化し、また、制御処理の増加に伴い消費電力が増し、センサの電源となる電池寿命が悪化し、頻繁に電池の交換をする必要が出てくる。
【０００６】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、伝送制御処理の主負荷をターミナル側に置くことで、センサ側の処理負担低減及び伝送回路簡易化を図り、消費電力の低下からセンサの電源（電池）の長寿命化を図ることができ、少ないチャネル数でも領域内の分布特性を測定することができる分布測定装置及びセンサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る分布測定装置では、複数のセンサに対して無線で検知条件を送信し、その送信した検知条件に合致するセンサから無線で応答信号を受信することによりデータ収集を行うターミナルを備えた分布測定装置であって、前記ターミナルは、前記複数のセンサの中からピークの測定値を有するピークセンサ位置を特定する手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３３の処理を実現する部分」に対応）と、前記検知条件として測定値を段階的に変化させて値条件を設定する検知条件設定手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３４並びに３９等の処理を実現する部分」に対応）と、前記設定された検知条件に合致するセンサの中から次の基準位置となるセンサを特定する手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３７，３８の処理を実現する部分」に対応）とを備え、前記ピークセンサ位置から、前記段階的に変化された値条件の順に基準位置を遷移する巡回を複数回行い、同一値条件に属するセンサ位置に関するデータ（実施の形態では、ＣＰＵのステップ４２で生成する「分布テーブル」に対応）を収集する機能を備えて構成した（請求項１）。この発明は、第１の実施の形態により実現されている。
【０００８】
本発明によれば、基本シーケンスとしては、ピーク値（最大／最小）の測定値を示すセンサを特定し、そこから最小点或いは最大点に至る経路を巡回し、係る巡回を複数回行う。すると、各巡回で抽出された同一値条件に属するセンサ位置（同レベル点）がわかるので、その同レベル点を閉曲線接続することにより等高線図を作成することができ、分布状況を検出することができる。
【０００９】
そして、親局となるターミナルがデータを巡回収集する構成であり、子局のセンサは、センシングした結果、受信した検知条件を満たす場合のみターミナルに対して応答信号を送信するだけでよく、伝送制御が簡易で伝送制御負荷が軽減されるため、負荷軽減による消費電力の削減（センサ電源（電池）長寿命化）、回路構成簡易化による小型化が図れる。しかも、ターミナルに応答信号を発するセンサは、全体の一部であるので、少ないチャネルでも送信可能となり、伝送チャネルの有効利用が図れる。
【００１０】
また、別の解決手段としては、複数のセンサに対して無線で検知条件を送信し、その送信した検知条件に合致するセンサから無線で応答信号を受信することによりデータ収集を行うターミナルを備えた分布測定装置であって、前記ターミナルは、前記複数のセンサの中からピークの測定値を有するピークセンサ位置を特定する手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３３（図１３）の処理を実現する部分」に対応）と、前記検知条件として測定値を段階的に変化させて値条件を設定する検知条件設定手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３４（図１３），３９，４５，４７（図１４）等の処理を実現する部分」に対応）と、前記設定された検知条件に合致するセンサの中から次の基準位置となるセンサを特定する手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３８（図１４）の処理を実現する部分」に対応）とを備え、前記ピークセンサ位置から、前記段階的に変化された値条件の順に基準位置を遷移する巡回を行い、センサからの応答が無い場合に、１つ前の基準位置に遡行して再巡回を試みる再帰巡回機能（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ５０〜５２（図１５）等の処理を実現する部分」に対応）を行うことで同一値条件に属するセンサ位置に関するデータを収集する機能を備えて構成することができる（請求項２）。この発明は第４の実施の形態により実現されている。
【００１１】
巡回に再帰を用いるため、巡回経路が請求項１のものと異なる。再帰巡回することにより効率よく巡回できる。この発明でも、請求項１と同様に巡回終了時には巡回で抽出された同一値条件に属するセンサ位置（同レベル点）がわかるので、その同レベル点を閉曲線接続することにより等高線図を作成することができ、分布状況を検出することができる。
そして、親局となるターミナルがデータを巡回収集する構成であるので、センサの消費電力の削減、小型化並びに伝送チャネルの有効利用が図れる。
【００１２】
さらにまた別の解決手段としては、複数のセンサとターミナルが無線を用いてデータ送受を行い、前記ターミナルが各センサの測定値情報を収集する分布測定装置であって、前記ターミナルは、前記複数のセンサの中からピークの測定値を有するピークセンサを特定し、そのピークセンサを基準センサに決定するとともに、そのセンサ位置として設定される検知条件を各センサに対して通知する機能を備え、前記センサは、前記基準センサに設定された場合の機能として、検知条件を設定し送信する機能と、次の基準センサを決定する機能と、受信した巡回軌跡データ（実施の形態では、「貯留データ」に対応する）に対し、自己の設置位置情報と測定値情報を追加して更新した巡回軌跡データを前記決定した次の基準センサに送る機能と、前記巡回軌跡データが所定量に達した場合に前記ターミナルに伝送する機能を有し、前記基準センサに設定されない他のセンサの場合の機能として、前記ターミナル或いは前記基準センサから送られた検知条件に合致するか否かを判断し、合致する場合に前記次の基準センサに対して応答信号を送信する機能を有するように構成した（請求項３）。この発明は、第５の実施の形態により実現されている。
【００１３】
本発明によれば、請求項１，２で行っていたターミナル側の処理の一部をセンサに移行している。その分センサ側の負荷は増すものの、多くのデータ伝送は、検出領域内に設置されたセンサ間で行われるので、「センサ−ターミナル間」が「各センサ間」と比較して著しく離れている場合に、センサ−ターミナル間の長距離通信の回数を削減することで、センサ・分布測定装置全体としての省電力化が図れる。
【００１４】
上記した各発明を前提とし、前記検知条件は、前記値条件と、前記基準位置からの離反距離を制限する範囲条件を含むようにすることができる（請求項４）。この発明も第１の実施の形態等により実現されている。すなわち、離反距離の条件を加えることで、応答するセンサの数を限定できる。よって少ないチャネル数でも衝突を回避できる。
【００１５】
また、前記離反距離を可変とし、送信した検知条件に対してセンサからの応答信号が無い場合に、前記値条件は変えずに前記離反距離を拡大した検知条件を送信する機能（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ４５〜４７の処理等を実現する部分」に対応）を備えるとよい（請求項５）。この発明は、第２の実施の形態により実現されている。このようにすると、測定値の変化が緩やかな場合でも確実にその境界を検出することができる。
【００１６】
さらに、前記範囲条件を無制限に緩和しても応答信号が無い場合、その時の値条件を記憶し（実施の形態では「スキップフラグをセット」）、その後の検知条件設定の際に前記記憶した値条件をスキップする機能（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ４５〜４９の処理等を実現する部分」に対応）を備えるとより好ましい（請求項６）。この発明は第３の実施の形態により実現されている。このようにすると、無制限に緩和しても応答信号が無いということは、値条件に合致するセンサが無いことを意味する。よって、それ以降の巡回の際に当該値条件を検知条件として通知しても応答は無いといえる。よって、係る値条件をスキップすることにより、効率よく検知条件の通知が行える。
【００１８】
また、本発明のセンサとしては、無線を介して受信した検知条件に合致するか否かを判断し、合致する場合に応答信号を送信するセンサであって、受信した応答信号に基づいて次の基準センサを決定する機能と、前記次の基準センサにとっての検知条件を設定し、その検知条件を次の基準センサ情報とともに送信する機能と、受信した巡回軌跡データに対し、自己の設置位置情報と測定値情報を追加して更新した巡回軌跡データを前記決定した次の基準センサに送る機能と、前記巡回軌跡データが所定量に達した場合にターミナルに向けて伝送する機能を備えて構成することができる（請求項７）。係る構成のセンサは、請求項１や２並びにそれの従属項としての請求項４〜６の分布測定装置に好ましく適用することができる。
【００１９】
なお、本実施の形態では、センサとして温度を測定するものについて示したが、本発明はこれに限ることは無く例えば湿度，ガス濃度，風速等のほか各種のものを測定することに適用できる。
＊用語の定義
「範囲条件が無制限に緩和」とは、実施の形態における無限に沿うとするもので、実質的に無限まで広げた場合を含む。つまり、実際に無限にするのはもちろんのこと、有限であっても測定範囲から実際にセンサが存在しない距離まで広がった場合には、「無制限に緩和」したことになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る分布測定装置及びセンサの好適な実施の形態を添付図面を参照にして詳述する。図１は、本発明に係る分布測定装置の好適な一実施の形態を示しており、１つのターミナルを親局とし、複数のセンサを子局とした１：ｎの通信制御形態をとっている。そして、測定対象の分布状態は、温度分布であり、空調管理に適用した例を示している。
【００２１】
同図に示すように、監視領域Ｒ（室内）内の各所に、多数のセンサ１０を設置している。このセンサ１０は、設置位置の温度を検出し、その検出結果に応じて所定のデータを伝送チャネルを用いた無線でターミナル２０に送るようになっている。
【００２２】
そして、ターミナル２０が各センサ１０で検出したセンサ情報の巡回収集を行い、収集した情報から監視領域（面）内の温度分布テーブル（図２参照）を作成し、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２１に伝達する。プログラマブルコントローラ２１では、受け取った温度分布テーブルから温度の等高線図（図１の領域Ｒ内の実線で同一の温度範囲を区分けしている図）を作成し、制御対象機器であるエアコン２２のファン・ルーバー・ヒーター等を制御することで、風向・風量・湿度を調整し、任意の面空調を行うことができるようにしている。つまり、例えば室内全体を均一にしたり、所定の温度分布になるように制御したりすることができるようになっている。
【００２３】
そして、ターミナル２０から各センサ１０に対して送る情報は、１つの下りチャネルを用いて行う。また、各センサ１０からターミナル２０に対して送る情報も、１つの上りチャネルを用いるようにしている。つまり、伝送チャネルは上り／下りが各１本ずつの計２本で対応するようにしている。
【００２４】
このように多数のセンサ１０との間でデータ通信をする場合でも２本の伝送チャネルで対応するために、本形態における基本シーケンスとして、ターミナル２０はセンサ１０に対して「検知条件」の通知を行い、センサ１０は検出したセンスデータが検知条件に合致した時のみ応答することにより、ターミナル２０に対する送信回数を低減している。これにより、たとえ上りチャネルが１チャネルであっても、伝送チャネルが使用中で待機状態になることが少なくなる。
【００２５】
まず、センサ１０は、図３に示すようにセンサヘッド１１を備え、そのセンサヘッド１１で検出した検出値（本形態の場合には、周囲温度）をレベル変換部１２でレベル変換後、ＣＰＵ１３に送る。ＣＰＵ１３は、センサヘッド１１でセンシングして得られた検出値が、ターミナル２０から与えられる検知条件（例えば、「３０℃以上」等）に合致するか否かを判断し、合致する場合には応答信号を送信部１４を介してアンテナ１６から送信するようにしている。また、上記検知条件は、アンテナ１６で受信し、受信部１５を介してＣＰＵ１３に与えるようにしている。
【００２６】
一方、各センサ１０は設置時に位置情報記憶部１８にその設置位置の位置情報（ｘ，ｙ）を記録させている。従って、上記したターミナル２０への応答時には、応答信号としてその位置情報を送信するようにしている。さらに、ＣＰＵ１３は、条件を満たすと判断したら、所定時間（所定フレーム分）待機し、その待機後に送信するようにしている。
そして、この待機する際の所定時間は、本形態では乱数により決定するようにしている。つまり、
【数１】
【００２７】
で得られる時間だけ待機した後に位置情報の送信を行う。このように待機時間が乱数により決定されるので、仮に複数のセンサが同時に検知条件を満たすことがあっても各センサの応答タイミングが分散し、実際に送信する時期がずれることが多いので、チャネル衝突の確率が低下し、確実に送信することができる。なお、乱数の分散幅はセンサ総数や検知条件をもとに設定すればよい。また１送信に要する時間が極小であるため、乱数フレーム待機によるレスポンス低下の影響は小さい。
【００２８】
なお、本形態では後述するターミナル２０から送信される検知条件を適宜に設定するので、同時に多数のセンサが条件を満たすことが少なくなるようにしている。従って、上記のように乱数による待機時間をずれにより、特に送信前にその上りチャネルの状況（空きチャネルか否か）を判断することなく送信しても衝突することが少なくなる。よって、空きチャネルのチェック並びにそれに伴う即時送信と待機・リトライ処理を行わなくてもよくなり、制御が簡略化される。もちろん、チャネルの使用状況をチェックするようにしてもよい。
【００２９】
なおまた、本形態におけるセンサ１０は、内部電源として電池１７を備え、その電池１７により駆動している。そして、処理が簡略化され、消費電力を抑えることができたので、電池１７も長寿命化する。
【００３０】
さらにまた、すでに応答しその情報がターミナル２０に記憶された場合には、一連の分布測定中は検知条件に一致しても、再度応答信号を出力することはしないようにしている。そのため、応答済フラグを設け、そのフラグのＯＮ／ＯＦＦにより応答の有無を判断するようにしている。
【００３１】
そして、ＣＰＵ１３の具体的な処理機能は、図４，図５に示すようなフローチャートとなっている。すなわち、電源投入後センサを初期化するとともに（ＳＴ１０）、応答済フラグも初期化する（ＳＴ１１）。その後、センシングして周囲温度を測定したならば、その周囲温度を記憶保持し（ＳＴ１２）、スリープモードに入る（ＳＴ１３）。
【００３２】
つまり、センサ１０は電池駆動であるため、低消費電力化を図る必要がある。よってターミナル２０からの「検知条件通知」に応じてセンサヘッド１１等のセンシング機能または送信部１４を起動するいわゆる「イベントドリブン方式」で構成する。従って、上記のように一旦センシングしたならば、スリープモードに入り、次にターミナルから指示を受けるまでその状態を保持することにより電力消費を抑えるようにしている。なお、このスリープモードになっても、受信部１５を介してターミナル２０から送られてくる検知条件等は受信できるようになっている。また温度の時間変化に対応するため、所定周期毎にＳＴ１２（センシング）を行う。
【００３３】
そして、ターミナルから制御信号を受信すると（ＳＴ１４）、その受信信号がセンス開始通知であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。そして、センス開始通知の場合には、ステップ１１に戻り、フラグを初期化後センシングして温度を計測後に再びスリープモードに移行するようにしている。
【００３４】
また、その検知条件を受信したならば、まず応答済フラグが立っているか否か、つまりすでに応答したのか（立っている：Ｙｅｓ）、まだ応答していない（Ｎｏ）かを判断する（ＳＴ１６）。そしてすでに応答済フラグが立っている場合には、再度応答することなくそのままスリープモードに入る。
【００３５】
また、応答済フラグが立っていない場合には、ステップ１７に進み受信した検知条件を満たすか否かの判断処理に移行する。すなわち、本形態では、検知条件として下記に示すような条件が通知される。
範囲条件：基準位置（ｘ０，ｙ０）と半径ｒ
値条件 ：上限値Ｔａと下限値Ｔｂ
つまり、基準となるセンサから一定の範囲内（離反距離がｒ以内）にあり、温度がＴｂ以上、Ｔａ未満となるセンサを検出することが要求される。
【００３６】
従って、具体的な判断処理としては、まず設置位置記憶部１８にアクセスし、自己の設置位置（ｘ，ｙ）を取得し、範囲内が範囲外か、さらには基準位置（後述するステップ２１で送信した位置情報がターミナル２０側で採用された）か否かを判断する（ＳＴ１７）。つまり、
（ｘ，ｙ）＝（ｘ０，ｙ０）
の場合には、基準位置と判断できる。また、
（ｘ−ｘ０）２＋（ｙ−ｙ０）２≦ｒ２
を満たすとすると、範囲内と判断できる。
【００３７】
この判断結果に基づき、範囲外の場合には、ステップ１３に戻りスリープモードに移行する。また、基準位置の場合には応答済フラグをセット（フラグを立てる）した（ＳＴ１８）後、ステップ１３に戻りスリープモードに移行する。
一方、範囲内の場合には、値条件（温度条件）を満たすか否かの判断を行う。つまり、ステップ１２でセンシングして得られた測定値（温度）ｔが、
Ｔｂ≦ｔ＜Ｔａ
を満たすか否かを判断する。なお、本形態では、最初に範囲条件を具備するか否かを判断し、その後値条件の判断を行ったが、その順番は逆でももちろんかまわない。
【００３８】
そして、範囲外の場合にはステップ１３に戻りスリープモードに移行する。また、範囲内の場合には、擬似乱数で決定されたフレーム分だけ待機し（ＳＴ２０）、自己の位置情報（ｘ，ｙ）を送信した後、ステップ１３に戻りスリープモードに移行する。
【００３９】
このように、センサ１０側における伝送制御処理は、「ターミナルからの検知条件，センス開始通知受信」と、「条件合致時の自位置データ応答」のみとなるため、処理の負荷の軽減による消費電流低減と電池長寿命化、及び伝送制御回路簡易化による回路小型化が図れる。
【００４０】
一方、ターミナル２０は、図６に示すように、アンテナ２３を備え、そのアンテナ２３に接続された送信部２４を介して検知条件を送信し、アンテナ２３で受信したセンサ１０からの応答信号（位置情報）を受信部２５で受信し、ＣＰＵ２６に与えるようになっている。
【００４１】
ＣＰＵ２６は、検知条件を決定し、送信部２４からアンテナ２３を介して各センサ１０に向けて送信したり、受信した応答信号に基づいて分布テーブル（図２）を生成し、それを上位のプログラマブルコントローラ２１へ送るようになっている。
【００４２】
そして、ＣＰＵ２６の具体的な処理は、図７，図８に示すフローチャートのようになっている。すなわち、プログラマブルコントローラから「測定開始命令」の通知を受け取ると、下りチャネルを用いて各センサに対して「センス開始通知」を一斉同報送信する（ＳＴ３１，ＳＴ３２）。
【００４３】
次いで、温度のピーク位置の検索処理を行う（ＳＴ３３）。すなわち、検出領域Ｒ内の最大温度或いは最小温度（本形態では、最大温度）を示すセンサ位置を特定する。具体的には、検知条件として位置的な「範囲条件」を全領域とし、温度を示す「値条件」を高いほうから走査して最初の応答センサを待つ。
【００４４】
このようにして得られたピークのセンサ位置を基準位置（ｘ０，ｙ０）とし、それに基づく範囲条件及び値条件の初期条件設定を行い、各センサへ「検知条件通知」を行う（ＳＴ３４，ＳＴ３５）。すなわち、検知条件は、
範囲条件：基準位置（ｘ０，ｙ０）と半径ｒ
値条件 ：上限値Ｔａと下限値Ｔｂ
としているので、上記した各変数に具体的な数値を代入したものを初期条件に設定する。すなわち、基準位置はステップ３３で得られたピークのセンサ位置をそのまま用い、半径ｒはあらかじめ設定した固定値とする。そして、値条件は、ピーク温度よりも等高線を作成する際の刻み幅で１つ分だけ低い値にセットする。本形態では、刻み幅を１℃としたため、ピーク温度よりも１℃低い値条件とする。つまり、ピーク位置を検出した際の値条件がＴａ，Ｔｂとすると、（Ｔａ−１），（Ｔｂ−１）がそれぞれ初期条件となり、その条件を検知条件として通知することになる。そして、その後受信待機状態になる（ＳＴ３６）。
【００４５】
その後、受信があったか否かを判断する（ＳＴ３７）。そして、受信した場合には、ステップ３８に進み、次の検知条件のための基準位置を決定（選択／更新）する。すなわち、検知条件通知に応答したセンサ数が１つならば、当該センサ位置を新たな基準位置に選択する。また、該当するセンサが複数あれば、その中から所定のセンサを選択し、その選択したセンサのセンサ位置を次の基準位置に選択する。これにより、基準位置の更新が行われる。なお、複数存在する場合の選択基準としては、ランダムにしてもよいし、現在の基準位置から最も遠いセンサ位置を次の基準位置にする（或いはその逆）としてもよいし、最初（或いは最後）に応答があったもの等各種の手法により決定できる。なお、本形態では、最も遠いセンサ位置を次の基準位置にしている。一方、受信されない（検知条件を満たすセンサが０）場合には、基準位置はそのまま（ステップ２８をスキップする）。
【００４６】
このようにして次の基準位置が決定されたならば、値条件を更新する（ＳＴ３９）。つまり、「Ｔａ＝Ｔａ−１，Ｔｂ＝Ｔｂ−１」を実行し、Δｔ℃下の範囲となるような値条件を設定する。そして、そのようにして更新した値条件があらかじめ定めた最低温度（終了値）になったか否かを判断し（ＳＴ４０）、範囲内の場合には、ステップ３５に戻り、決定した検知条件（範囲条件，値条件）を各センサに対して通知する。係る処理を実行することにより、ピボット巡回を実現する。
【００４７】
一方、更新した値条件が終了値に達した場合には、そのルート巡回を打ち切り、各条件を初期化してピークセンサ位置からの新規巡回を行う。このように複数本のルート巡回を行うことにより、各値条件で特定される同一の温度領域、同一の等高線で区切られる領域に属するセンサ数が、ルート巡回した数（ステップ３７でＮｏにならない限り）だけ存在する。従って、それに基づいて温度分布を作成し等高線を作成することができる。
【００４８】
ここで、本形態では、現在までのルート巡回した本数を記憶しておき、その本数があらかじめ設定した最大巡回本数に達したか否かを判断する（ＳＴ４１）。そして、達していない（範囲内）場合には、ステップ３４に戻り初期化条件を設定する。これにより、ピークセンサ位置からの新規巡回が行える。なお、上記した値条件の終了値や、巡回本数の最大値は、例えば初期条件設定の際にセットされる。
【００４９】
一方、ルート巡回本数が最大巡回本数になったならば、ステップ４２に飛び測定を終了し、分布テーブルを作成する。その後、作成した分布テーブルをプログラマブルコントローラ２１へ伝送し、一連の処理を終了する（ＳＴ４３，ＳＴ４４）。
【００５０】
なお、本形態では、巡回本数が最大になった場合にそれ以上の処理を停止したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、センス開始からの経過時間としても良い。また、本数に制限を設けなくてもよい。
【００５１】
なお、プログラマブルコントローラでは、前記分布位置テーブルから、値条件の等しいセンサを閉曲線で結ぶことで等高線図を作成し、分布状況を把握することが可能となる。
【００５２】
次に、具体例（図９に示す巡回軌跡，図１０に示す分布測定シーケンス）を挙げつつ、上記した装置の作用を説明する。まず、図９に示すように、本例では、面内を７×５マスに区切り、平面座標表示にて左上を（０，０）、右下を（６，４）とする。さらに（２ｎ，２ｍ）と（２ｊ＋１，２ｋ＋１）にセンサを設置する。ここで、ｎ＝０，１，２，３：ｍ＝０，１，２：ｊ＝０，１，２：ｋ＝０，１とする。そして、面内の温度分布が３２．９℃〜２７．０℃の範囲で存在していたとする。
【００５３】
この例では、値条件刻み幅を１．０°Ｃ、値条件終了値を２５．０℃未満、巡回本数を３本、半径ｒ＝４とする。そして、まずピーク位置検索をする。つまり、範囲条件を無限にし、値条件を高い値（例えば３５℃以上３６℃未満）にし、それから順に１℃ずつ値条件を下げていく。すると、（０，０）のセンサが値条件（３２．０〜３２．９）であることが特定される。なお、センサヘッドは小数点以下１桁まで検出するものとしたため、３２℃以上３３℃未満は、３２．０℃以上３２．９℃以下と等価となる。
これにより、ステップ３４を実行して得られる初期条件は、
値条件 ３１．０〜３１．９
範囲条件 基準位置（０，０），半径４
となる。
【００５４】
この初期条件にて「検知条件通知」を行うと、（２，０）（１，１）（０，２）の各センサが応答信号（位置情報）を送信する。そこで、ターミナルは基準位置（０，０）から速い（２，０）を選択して次回基準位置とし、値条件を１段更新（３０．０〜３０．９）して、以下同様に巡回を行う。つまり、図９に示す▲１▼のルート巡回をとる。
【００５５】
この巡回を進めると、基準位置（６，０），値条件（２６．０〜２６．９）にて応答が無くなる。この場合、ステップ３７でＮｏとなるので、以下基準位置は（６，０）のまま値条件を更新（ＳＴ３９）して巡回を続行する。すると値条件が終了値（２５．０未満）に達するので、１本目の巡回を打ち切り、初期条件に戻って２本目の巡回を開始する。
【００５６】
▲２▼で示す２本目の巡回の際には、１本目の巡回ですでに基準位置になったものは応答済フラグがセットされているので、それ以外のセンサに対して巡回が進む。図９，図１０に示すように、基準位置（５，１），値条件（２７．０〜２７．９）にて応答が無くなり、値条件が終了値（２５．０未満）に達した後、２本目の巡回を打ち切り、初期条件に戻って３本目の巡回を開始する。
【００５７】
▲３▼で示す３本目の巡回では、一旦基準位置（１，３），値条件（２９．０〜２９．９）の時に応答がないが、１つ下の値条件（２８．０〜２８．９）の際に基準位置（２，４）のセンサが応答する。そして、値条件が２５．０未満になると、ステップ４１の分岐判断に行き、巡回本数が終了値の３本であるので、巡回によるデータ収集は終了し、分布テーブルを作成し、プログラマブルコントローラへデータを伝送する。
【００５８】
図１１は、本発明の第２の実施の形態の要部を示している。本実施の形態では、ターミナル２０のＣＰＵ２６の処理、より具体的には検知条件の更新の処理アルゴリズムが異なる。そして、センサは第１の実施の形態と同様である。そして、図１１は、その相違部分を含む機能のフローチャートを示している。なお、本実施の形態のＣＰＵ２６の機能の前半部分は、図７に示すものと同一とする。そして、図７の処理を実行後図１１に示すステップ３７に移行する。また、図１１中▲４▼，▲５▼は、図７に対応する各ステップに飛ぶが、当然のことながらこの図１１のフローから図７に飛んだ場合、図７の処理を実行後は図１１のステップ３７に戻るのはもちろんである。このことは、後述の各実施の形態でも同様である。
【００５９】
まず、概略を説明すると、第１の実施の形態では、範囲条件の１つである基準位置からの半径が固定されているが、本実施の形態では半径ｒを変えるようにしている。すなわち、半径を固定していると温度変化傾斜が緩い場合に取りこぼすセンサが生じるが、本形態では係る問題が無くなる。
【００６０】
図１１と図８を比較すると明らかなように、センサからの応答が無い場合、すぐに値条件を更新せず、範囲条件の半径を一時的に拡大する（ＳＴ３７，ＳＴ４５）。そして、拡大した半径が、所定値以上か否かを判断し、所定値未満の場合にはステップ３５に戻り、拡大した半径を含む検知条件を通知し、受信を待つ。そして、半径を所定値以上に拡大しても受信されない場合に半径を初期化する（ＳＴ４７）とともに、値条件を１段下げた値に更新する（ＳＴ３７）。
【００６１】
係る構成にすることにより、温度変化傾斜が緩やかな場合でも、基準位置からの離反距離ｒを大きくすることにより、確実に１段下げた値条件のセンサを検出し、それに対して巡回続行が可能となる。なお、一定以上距離を拡大してもオ−バ−するセンサがない場合には、当該１段下げた値条件の温度領域はないと推定できるので、半径を元の初期値に戻すとともに、値条件を更新して巡回を継続し、巡回続行を図っている。このように範囲条件緩和を採り入れることで、温度変化傾斜が緩い場合の巡回取りこぼしを改善することが可能となる。なお、ステップ４６の判断基準となる半径の所定位置は有限の値でもよいし、無限（実質的に無限：領域Ｒの範囲以上の距離も含む）としてもよい。
その他の構成並びに作用効果は、上記した第１の実施の形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００６２】
図１２は、本発明の第３の実施の形態の要部を示している。本実施の形態では、第２の実施の形態を基本とし、ターミナル２０のＣＰＵ２６の処理、より具体的には検知条件の更新の処理アルゴリズムが異なる。そして、センサは第１，第２の実施の形態と同様である。そして、図１２は、その相違部分を含む機能のフローチャートを示している。なお、本実施の形態のＣＰＵ２６の機能の前半部分は、図７に示すものと同一とする。
【００６３】
本実施の形態では、第２の実施の形態と同様に、範囲条件の半径の値が初期値では応答するセンサがない場合に半径を拡大し、温度変化傾斜が緩やかでも確実にセンサを検出するようにしている（ＳＴ４５，４６，４７）。そして、拡大する範囲を無限（実際上は、領域Ｒよりも広いある有限の大きな値としても可）まで広げている（ステップ４６の判断基準を有限／無限としている）。
【００６４】
係る前提において、フラグ制御により存在しない値条件をスキップすることで、不要な検知条件通知を省き、処理の効率化を図るようにしている。具体的には、ステップ４６の分岐判断で半径が無限まで拡大した場合、ステップ４８に飛び、その時の値条件（温度範囲Ｔａ，Ｔｂ）のスキップフラグをセットする。
【００６５】
その後、第２の実施の形態と同様に半径を初期化し（ＳＴ４７）、値条件を段下の値に更新する（ＳＴ３９）。そして、その値条件が終了値の場合には（ＳＴ４０）、巡回本数をチェックし（ＳＴ４１）、ステップ３４に戻って新たな巡回を行うか、ステップ４２に進みデータ処理を行うかを判断する。
【００６６】
一方、値条件が終了値でない場合には、ステップ４０からステップ４９に進み、設定された値条件についてスキップフラグが立っているか否かを判断する（ＳＴ４９）。そしてフラグがセットされている（Ｙｅｓ）場合には、ステップ３９に戻り、さらに１つ下の値条件に更新する。また、スキップフラグがセットされていない場合には、ステップ３５に飛び、その更新した値条件を含む検知条件を通知し、次の巡回を続行する。
【００６７】
このように、値条件更新時に「スキップフラグ」をチェックし、該当する際は値条件を１段進めることで、当該フラグがセットされている値条件について通知しないようにすることにより、検知条件通知の効率化を図ることができる。
【００６８】
図１３〜図１５は、本発明の第４の実施の形態の要部を示している。本実施の形態では、ターミナル２０のＣＰＵ２６の処理、より具体的には検知条件の更新の処理アルゴリズムが異なる。そして、センサは第１，第２の実施の形態と同様である。
【００６９】
すなわち、検知条件通知に対して応答するセンサがない場合（受信されない場合）に、範囲条件の１つである半径を拡大し、無限まで拡大しても応答するセンサがない場合に半径を初期化すること（ＳＴ３７，４５，４６，４７）、並びにスキップフラグを用い、半径を無限まで拡大しても応答しない場合にその時の値条件にフラグをセットし、以後の測定では当該値条件スキップさせること（ＳＴ４８，４９）等を用いることは、上記した第３の実施の形態と同様である。
【００７０】
ここで本実施の形態では、巡回の仕方を変えている。すなわち、第１〜第３の実施の形態では、値条件が終了値に達した場合に基準位置を初期位置に戻すとともに、値条件も初期条件に戻し、新たな巡回を行うようにしたが、本実施の形態では、基準位置を最初に戻すことなく、値条件を１つ上に戻すとともに、基準位置を１つ前に戻すようにしている。このように、巡回に再帰を採り入れることで、全センサに対する巡回収集を効率的に行うことができる。そして、係る再帰的巡回手法を取りいれることで、不要な範囲条件緩和試行を省くことができ、全センサを巡回収集する際の効率化が図れる。
【００７１】
そして、具体的には、プログラマブルコントローラから測定開始命令を受けた後、ピーク位置を特定し、それに基づいて初期条件を設定後、検知条件を通知し、受信待機に至る（ＳＴ３１〜ＳＴ３６）処理は、第１〜第３の実施の形態と共通する。但し、図１３と図７を比較するとわかるように、本実施の形態では、検知条件通知（ＳＴ３５）にしか戻ることがなく、初期条件設定（ＳＴ３４）には戻らないようになっている。
【００７２】
また、実際の受信に伴う処理であるステップ３７以降（図１４，図１５参照）は、基本的には、図１２に示す第３の実施の形態における各処理と同様である。ここで相違するのは、更新処理していった結果、値条件が終了値に至った時（ステップ４０の分岐判断）に、第３の実施の形態では巡回本数が終了したか否かをさらに判断するのに対し、再帰的巡回をする本実施の形態では、基準位置を１つ前に戻し（ＳＴ５０）、その戻した基準値が初期値以降であるか否かを判断し（ＳＴ５１）、初期値以降である場合にはその戻した基準位置に基づいて値条件を再設定する（ＳＴ５２）。そして、その再設定後ステップ４９に戻り通常の巡回処理（値条件を下げていく）を実行する。また、ステップ５１の判断で、基準位置が初期位置よりも前になったとき、つまり、初期位置でさらにステップ５０を実行した場合にはそれ以上戻ることができないので、データ収集処理は終了し、ステップ４２に進み、収集したデータに基づいて分布テーブルを作成することになる。なお、その他の構成並びに作用効果は、上記した各実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００７３】
次に、具体例（図１６に示す再帰巡回軌跡，図１７に示す再帰巡回ツリー）を挙げつつ、上記した装置の作用を説明する。まず、両図に示すように、第１の実施の形態と同様に、センサ位置が（０，０）→（２，０）→（３，３）→（５，３）→（４，０）→（６，０）の順に巡回する。そして、（６，０）より下の値条件を満たすセンサはないので、その位置でそのまま最終的に値条件が終了値になるので、ステップ５０を実行し、１つ前の基準位置である（４，０）に戻る。そして、その基準位置（４，０）における値条件つまり基準位置（４，０）の値条件よりも１つ下の値条件を再設定し、検知条件を通知する。この場合には、それに対応するのはないのでさらに１つ上のセンサ位置（５，３）に戻る。
【００７４】
すると、この（５，３）に基づく値条件で最も遠いセンサは、（２，４）になり、その（２，４）に基づいて通常の巡回を行うと、（０，４）のセンサから応答を受ける。このようにして、値条件を上げたり下げたりしながら再帰的巡回が行われる。なお、受信データに基づく処理として、本実施の形態では、スキップフラグを用いた第３の実施の形態を基本としたが、第１，第２の実施の形態を基本としてももちろんよい。
【００７５】
図１８〜図２１は本発明の第５の実施の形態を示している。上記した実施の形態では、ターミナルとセンサとの間でデータの送受を行い、ピボット巡回しながらターミナルが一手に情報収集をするようにしたが、本実施の形態では、センサ間でもデータの送受を行わせ、一定以上データが収集された時に、センサからターミナルにデータを送るようなリレー巡回を行うことにより、ターミナルは領域内のセンス情報を取得できるようにしている。
【００７６】
すなわち、センサ１０は、温度を検出するセンシング機能と、無線伝送機能を備え、無線伝送機能は、ターミナルとの間、並びに他のセンサとの間で伝送を行えるようになっている。さらに、検知条件を設定し送信する機能や、受信した各センサからの位置信号に基づいて、次の基準位置となるセンサを特定する機能を有している。さらに、それまでの巡回の履歴データとなる貯留データを受け取るとともに、その貯留データに自己のセンス情報を加えたデータを次の基準位置となるセンサに送る機能を有している。そして、係る処理を行うセンサ１０としては、図１８に示すように、貯留データを記憶するデータ記憶部１９を設ける。なお、上記した各機能は、ＣＰＵ１３により実現されるため、ブロック図としての相違点は、データ記憶部１９がある程度である。なお、このデータ記憶部１９も実際にはＣＰＵ１３内のバッファ等により実現することができる。
【００７７】
また、このように上記した各実施の形態でターミナルが行ってきた各処理の一部をセンサ１０側に移行したことにより、ターミナル２０の機能も当然異なるが、ＣＰＵ２６内のアルゴリズムが異なるだけで、ブロック図レベルで見ると図６に示すものと同じとなる。尚、正確には、センサ１０からの送信先がセンサ１０とタ−ミナル２０の両者があるため、送信時のチャネル切替回路は必要となる。
【００７８】
次に、センサ１０並びにターミナル２０の機能を説明する。図１９〜図２１は、ターミナル及びセンサの動作シーケンスを示している。このシーケンスに沿って機能を説明する。
＊ターミナル２０
プログラマブルコントローラより「測定開始命令」を受けたターミナルは、下りチャネルを用いて「センス開始通知」を送信し、全センサの初期化を行う。次に面内のピーク温度を指すセンサを特定するため、「範囲条件＝全領域」とし、値条件を順次高いほうから走査する。係る具体的な処理は、第１〜第４の実施の形態と同様にすることができる。
【００７９】
図の例ではセンサＡが最初に合致し、位置情報を送信することでピーク位置が特定される。検索を終えたターミナルは、センサＡを宛先として空の貯留データをセンサ送信する。
次に、検知条件を
範囲条件［基準位置：センサＡ／半径：ｒ以内］
値条件［検知温度／刻み幅］
と再設定後に全センサへ通知し、受信待機状態に入る。
【００８０】
＊センサＡ
空の貯留データを受け取ったセンサは、データ記憶部１９に当該貯留データを一時格納する。そして、この貯留データの複数の記憶領域の先頭部分に、自測定データの格納を行う。すなわち、図２１に示すように、センサＩＤと測定温度を格納する。
【００８１】
一方、ターミナルより通知された検知条件に合致したセンサ群は、現基準位置のセンサＡに対して位置情報の送信を行う。このとき、応答前に擬似乱数による待機処理を挿入することで、衝突確率を低下させることができる。この点は、上記した各実施の形態と同様である。
【００８２】
センサＡは、位置応答したセンサ群から、一定の条件にしたがい１つのセンサを選択する。この選択は、応答したセンサが複数ある場合に、自分の位置から最も遠いものを選ぶようにしている（もちろん別の選択手法でもよい）。そして、その選択したセンサに対し、自己のデータを加えた貯留データを送信する。この例ではセンサＢを次の基準センサとして選定し、貯留データを送信する。
【００８３】
最後に、センサＡが検知条件を更新［範囲条件の基準位置をセンサＢ、値条件を１段階更新（下げる）］し、これを全センサに対して通知したのち、スリープモードに入る。
＊センサＢ
センサＡと同様、貯留データ受信、自データを貯留データ内に格納、次基準位置選定、貯留データ送信、検知条件再設定、検知条件通知の後にスリープモードに入る。
【００８４】
＊センサＣ
図２０に示すように、貯留データ送信（センサＤに送信）までは同様の処理を行う。ここで貯留データが（規定貯留数−１）となった場合（この実施例では規定貯留数＝４）、検知条件再設定及び検知条件通知は行わずにスリープモードに入る。
【００８５】
＊センサＤ
受信した貯留データに対して自データを格納することまでは同様の処理を行う。ここで貯留データが規定貯留数と等しくなるので、ターミナルに対して貯留データの送信を行い、スリープモードに入る。
【００８６】
＊ターミナル
貯留データを受信したターミナルは、データ処理を行った後、検知条件の再設定を［基準位置：センサＤ／半径：ｒ以内、検知温度２８．０℃／刻み幅１℃］として通知し、以後同様の処理を行う。
【００８７】
このような処理手順を採ることで、センサ→ターミナルへの通信回数を減らすことができる。ここで各センサ間通信時、範囲条件「半径ｒ以内」のセンサに対して通信ができれば良いので、これに併せて送信時の出力を抑えることで、センサの消費電流を低減し、電池寿命を延ばすことが可能となる。
【００８８】
このように構成すると、「センサ−ターミナル間」が「各センサ間」と比較して著しく離れている場合に、センサ−ターミナル間通信の回数を削減することで、センサ全体としての省電力化を図る。
【００８９】
なお、本実施の形態では、検知条件は、第１の実施の形態と同様に範囲条件は離反距離となる半径ｒを固定としたが、第２の実施の形態のように半径を拡大する機能を持たせてもよいし、第３の実施の形態のように応答しなかった値条件をスキップさせるようにしてももちろんよい。但し、スキップする場合には、検知条件としてスキップフラグも合わせて次のセンサに与えるようにする必要はある。
【００９０】
また、巡回方法も、第１，第２の実施の形態のように値条件の終了値まで達した場合にピーク位置に戻って新たな巡回を行うようにしてもよいし、第４の実施の形態のように１つ前に遡行し再帰巡回を行うようにしてもよい。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る分布測定装置及びセンサでは、検知条件を満たすセンサのみが応答信号を送信するので、たとえ使用するチャネル数が少なくても通信が可能となり、また無用な送信を減らし、消費電流を低減することができる。そして、伝送制御処理の主負荷をターミナル側に置くことで、センサ側の処理負担低減及び伝送回路簡易化を図り、消費電力の低下からセンサの電源（電池）の長寿命化を図ることができる。
【００９２】
特に、請求項１，２の発明では、センサ側における伝送制御処理は、「センサ検知条件受信」，「条件合致時の自位置データ応答」のみとなるため、負荷の軽減による消費電流低減と電池長寿命化、及び伝送制御回路簡易化による回路小型化という効果が得られる。
【００９３】
また、請求項３，７の発明では、センサ間でのデータ通信が行われるので、センサ間の距離に比べてセンサとターミナル間の距離が非常に長い場合に、長距離伝送する回数が減り、結果として省電力化が図れる。
【００９４】
また、請求項４に記載の発明では、基準センサ位置における測定値と、一段変化した測定値のセンサ位置を特定できるので、測定値の境界を特定しやすくなる。さらに請求項５の発明では、測定値の変化が緩やかな場合でも確実に測定値の変化の境界を検出することができる。さらにまた、請求項６の発明では、無駄な検知条件の通知をカットできるので、効率よく情報収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分布測定装置の一例を示す図である。
【図２】分布テーブルの一例を示す図である。
【図３】本発明に係るセンサの好適な一実施の形態を示す図である。
【図４】第１の実施の形態のセンサのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その１）である。
【図５】第１の実施の形態のセンサのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その２）である。
【図６】本発明に係るターミナルの好適な第１の実施の形態を示す図である。
【図７】第１の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その１）である。
【図８】第１の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その２）である。
【図９】巡回軌跡の一例を示す図である。
【図１０】分布測定シーケンスの一例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャートの要部である。
【図１２】第３の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャートの要部である。
【図１３】第４の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その１）である。
【図１４】第４の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その２）である。
【図１５】第４の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その３）である。
【図１６】第４の実施の形態の巡回軌跡の一例を示す図である。
【図１７】第４の実施の形態の巡回軌跡ツリーの一例を示す図である。
【図１８】第５の実施の形態のセンサを示す図である。
【図１９】第５の実施の形態を示す図（その１）である。
【図２０】第５の実施の形態を示す図（その２）である。
【図２１】貯留データの推移の状態を説明する図である。
【符号の説明】
１０ センサ
１１ センサヘッド
１２ レベル変換部
１３ ＣＰＵ
１４ 送信部
１５ 受信部
１６ アンテナ
１７ 電池
１８ 設置位置記憶部
１９ データ記憶部
２０ ターミナル
２１ プログラマブルコントローラ
２２ エアコン
２３ アンテナ
２４ 送信部
２５ 受信部
２６ ＣＰＵ
【発明の属する技術分野】
本発明は、面や立体といった領域内の分布測定を行うための分布測定装置及びそれに用いるセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にセンサシステムは「センサヘッド−センサ本体−コントローラ」間が有線で結線された構成となっている。ここで有線区間（例えばセンサヘッド−センサ本体間）を無線に置き換えることで、省配線かつレイアウトフリーなセンシングが可能となる。
【０００３】
この利点を活かし、センサを複数個所に密に配置することで、例えば面分布状況をセンスすることが可能となる。一例を示すと、センサとして温度センサを用い、監視空間（室内）の各所にそのセンサを点在させる。そして、各センサで検出した温度情報を、無線を介してターミナルに送ることにより、そのターミナルは部屋の各所の温度情報を収集でき、温度分布状況がわかる。この温度分布状況を受けたコントローラが制御対象機器（例えばエアコン）を制御し、室内の温度分布を均一にするように制御することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のセンサとコントローラを用いたセンサシステムでは、以下に示す問題があった。すなわち、センサとコントローラ間での無線通信は、割り当てられた無線伝送チャネルが空いているのを確認し、その空きチャネルを使用してデータを送信する。従って、例えば同時に複数のセンサからターミナルに向けてデータを送信しようとすると、チャネル衝突が発生し、ターミナルでは正常にデータを受信することができなくなる。
【０００５】
そこで、係る衝突を回避するには、伝送チャネルを複数用意するか、全てのセンサを同期させる同期タイムスロット（時分割）制御が必要となる。そのため、センサ数を増やすと伝送制御処理も累乗的に増加し、回路規模も大型化し、また、制御処理の増加に伴い消費電力が増し、センサの電源となる電池寿命が悪化し、頻繁に電池の交換をする必要が出てくる。
【０００６】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、伝送制御処理の主負荷をターミナル側に置くことで、センサ側の処理負担低減及び伝送回路簡易化を図り、消費電力の低下からセンサの電源（電池）の長寿命化を図ることができ、少ないチャネル数でも領域内の分布特性を測定することができる分布測定装置及びセンサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る分布測定装置では、複数のセンサに対して無線で検知条件を送信し、その送信した検知条件に合致するセンサから無線で応答信号を受信することによりデータ収集を行うターミナルを備えた分布測定装置であって、前記ターミナルは、前記複数のセンサの中からピークの測定値を有するピークセンサ位置を特定する手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３３の処理を実現する部分」に対応）と、前記検知条件として測定値を段階的に変化させて値条件を設定する検知条件設定手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３４並びに３９等の処理を実現する部分」に対応）と、前記設定された検知条件に合致するセンサの中から次の基準位置となるセンサを特定する手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３７，３８の処理を実現する部分」に対応）とを備え、前記ピークセンサ位置から、前記段階的に変化された値条件の順に基準位置を遷移する巡回を複数回行い、同一値条件に属するセンサ位置に関するデータ（実施の形態では、ＣＰＵのステップ４２で生成する「分布テーブル」に対応）を収集する機能を備えて構成した（請求項１）。この発明は、第１の実施の形態により実現されている。
【０００８】
本発明によれば、基本シーケンスとしては、ピーク値（最大／最小）の測定値を示すセンサを特定し、そこから最小点或いは最大点に至る経路を巡回し、係る巡回を複数回行う。すると、各巡回で抽出された同一値条件に属するセンサ位置（同レベル点）がわかるので、その同レベル点を閉曲線接続することにより等高線図を作成することができ、分布状況を検出することができる。
【０００９】
そして、親局となるターミナルがデータを巡回収集する構成であり、子局のセンサは、センシングした結果、受信した検知条件を満たす場合のみターミナルに対して応答信号を送信するだけでよく、伝送制御が簡易で伝送制御負荷が軽減されるため、負荷軽減による消費電力の削減（センサ電源（電池）長寿命化）、回路構成簡易化による小型化が図れる。しかも、ターミナルに応答信号を発するセンサは、全体の一部であるので、少ないチャネルでも送信可能となり、伝送チャネルの有効利用が図れる。
【００１０】
また、別の解決手段としては、複数のセンサに対して無線で検知条件を送信し、その送信した検知条件に合致するセンサから無線で応答信号を受信することによりデータ収集を行うターミナルを備えた分布測定装置であって、前記ターミナルは、前記複数のセンサの中からピークの測定値を有するピークセンサ位置を特定する手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３３（図１３）の処理を実現する部分」に対応）と、前記検知条件として測定値を段階的に変化させて値条件を設定する検知条件設定手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３４（図１３），３９，４５，４７（図１４）等の処理を実現する部分」に対応）と、前記設定された検知条件に合致するセンサの中から次の基準位置となるセンサを特定する手段（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ３８（図１４）の処理を実現する部分」に対応）とを備え、前記ピークセンサ位置から、前記段階的に変化された値条件の順に基準位置を遷移する巡回を行い、センサからの応答が無い場合に、１つ前の基準位置に遡行して再巡回を試みる再帰巡回機能（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ５０〜５２（図１５）等の処理を実現する部分」に対応）を行うことで同一値条件に属するセンサ位置に関するデータを収集する機能を備えて構成することができる（請求項２）。この発明は第４の実施の形態により実現されている。
【００１１】
巡回に再帰を用いるため、巡回経路が請求項１のものと異なる。再帰巡回することにより効率よく巡回できる。この発明でも、請求項１と同様に巡回終了時には巡回で抽出された同一値条件に属するセンサ位置（同レベル点）がわかるので、その同レベル点を閉曲線接続することにより等高線図を作成することができ、分布状況を検出することができる。
そして、親局となるターミナルがデータを巡回収集する構成であるので、センサの消費電力の削減、小型化並びに伝送チャネルの有効利用が図れる。
【００１２】
さらにまた別の解決手段としては、複数のセンサとターミナルが無線を用いてデータ送受を行い、前記ターミナルが各センサの測定値情報を収集する分布測定装置であって、前記ターミナルは、前記複数のセンサの中からピークの測定値を有するピークセンサを特定し、そのピークセンサを基準センサに決定するとともに、そのセンサ位置として設定される検知条件を各センサに対して通知する機能を備え、前記センサは、前記基準センサに設定された場合の機能として、検知条件を設定し送信する機能と、次の基準センサを決定する機能と、受信した巡回軌跡データ（実施の形態では、「貯留データ」に対応する）に対し、自己の設置位置情報と測定値情報を追加して更新した巡回軌跡データを前記決定した次の基準センサに送る機能と、前記巡回軌跡データが所定量に達した場合に前記ターミナルに伝送する機能を有し、前記基準センサに設定されない他のセンサの場合の機能として、前記ターミナル或いは前記基準センサから送られた検知条件に合致するか否かを判断し、合致する場合に前記次の基準センサに対して応答信号を送信する機能を有するように構成した（請求項３）。この発明は、第５の実施の形態により実現されている。
【００１３】
本発明によれば、請求項１，２で行っていたターミナル側の処理の一部をセンサに移行している。その分センサ側の負荷は増すものの、多くのデータ伝送は、検出領域内に設置されたセンサ間で行われるので、「センサ−ターミナル間」が「各センサ間」と比較して著しく離れている場合に、センサ−ターミナル間の長距離通信の回数を削減することで、センサ・分布測定装置全体としての省電力化が図れる。
【００１４】
上記した各発明を前提とし、前記検知条件は、前記値条件と、前記基準位置からの離反距離を制限する範囲条件を含むようにすることができる（請求項４）。この発明も第１の実施の形態等により実現されている。すなわち、離反距離の条件を加えることで、応答するセンサの数を限定できる。よって少ないチャネル数でも衝突を回避できる。
【００１５】
また、前記離反距離を可変とし、送信した検知条件に対してセンサからの応答信号が無い場合に、前記値条件は変えずに前記離反距離を拡大した検知条件を送信する機能（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ４５〜４７の処理等を実現する部分」に対応）を備えるとよい（請求項５）。この発明は、第２の実施の形態により実現されている。このようにすると、測定値の変化が緩やかな場合でも確実にその境界を検出することができる。
【００１６】
さらに、前記範囲条件を無制限に緩和しても応答信号が無い場合、その時の値条件を記憶し（実施の形態では「スキップフラグをセット」）、その後の検知条件設定の際に前記記憶した値条件をスキップする機能（実施の形態では、「ＣＰＵの主としてステップ４５〜４９の処理等を実現する部分」に対応）を備えるとより好ましい（請求項６）。この発明は第３の実施の形態により実現されている。このようにすると、無制限に緩和しても応答信号が無いということは、値条件に合致するセンサが無いことを意味する。よって、それ以降の巡回の際に当該値条件を検知条件として通知しても応答は無いといえる。よって、係る値条件をスキップすることにより、効率よく検知条件の通知が行える。
【００１８】
また、本発明のセンサとしては、無線を介して受信した検知条件に合致するか否かを判断し、合致する場合に応答信号を送信するセンサであって、受信した応答信号に基づいて次の基準センサを決定する機能と、前記次の基準センサにとっての検知条件を設定し、その検知条件を次の基準センサ情報とともに送信する機能と、受信した巡回軌跡データに対し、自己の設置位置情報と測定値情報を追加して更新した巡回軌跡データを前記決定した次の基準センサに送る機能と、前記巡回軌跡データが所定量に達した場合にターミナルに向けて伝送する機能を備えて構成することができる（請求項７）。係る構成のセンサは、請求項１や２並びにそれの従属項としての請求項４〜６の分布測定装置に好ましく適用することができる。
【００１９】
なお、本実施の形態では、センサとして温度を測定するものについて示したが、本発明はこれに限ることは無く例えば湿度，ガス濃度，風速等のほか各種のものを測定することに適用できる。
＊用語の定義
「範囲条件が無制限に緩和」とは、実施の形態における無限に沿うとするもので、実質的に無限まで広げた場合を含む。つまり、実際に無限にするのはもちろんのこと、有限であっても測定範囲から実際にセンサが存在しない距離まで広がった場合には、「無制限に緩和」したことになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る分布測定装置及びセンサの好適な実施の形態を添付図面を参照にして詳述する。図１は、本発明に係る分布測定装置の好適な一実施の形態を示しており、１つのターミナルを親局とし、複数のセンサを子局とした１：ｎの通信制御形態をとっている。そして、測定対象の分布状態は、温度分布であり、空調管理に適用した例を示している。
【００２１】
同図に示すように、監視領域Ｒ（室内）内の各所に、多数のセンサ１０を設置している。このセンサ１０は、設置位置の温度を検出し、その検出結果に応じて所定のデータを伝送チャネルを用いた無線でターミナル２０に送るようになっている。
【００２２】
そして、ターミナル２０が各センサ１０で検出したセンサ情報の巡回収集を行い、収集した情報から監視領域（面）内の温度分布テーブル（図２参照）を作成し、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２１に伝達する。プログラマブルコントローラ２１では、受け取った温度分布テーブルから温度の等高線図（図１の領域Ｒ内の実線で同一の温度範囲を区分けしている図）を作成し、制御対象機器であるエアコン２２のファン・ルーバー・ヒーター等を制御することで、風向・風量・湿度を調整し、任意の面空調を行うことができるようにしている。つまり、例えば室内全体を均一にしたり、所定の温度分布になるように制御したりすることができるようになっている。
【００２３】
そして、ターミナル２０から各センサ１０に対して送る情報は、１つの下りチャネルを用いて行う。また、各センサ１０からターミナル２０に対して送る情報も、１つの上りチャネルを用いるようにしている。つまり、伝送チャネルは上り／下りが各１本ずつの計２本で対応するようにしている。
【００２４】
このように多数のセンサ１０との間でデータ通信をする場合でも２本の伝送チャネルで対応するために、本形態における基本シーケンスとして、ターミナル２０はセンサ１０に対して「検知条件」の通知を行い、センサ１０は検出したセンスデータが検知条件に合致した時のみ応答することにより、ターミナル２０に対する送信回数を低減している。これにより、たとえ上りチャネルが１チャネルであっても、伝送チャネルが使用中で待機状態になることが少なくなる。
【００２５】
まず、センサ１０は、図３に示すようにセンサヘッド１１を備え、そのセンサヘッド１１で検出した検出値（本形態の場合には、周囲温度）をレベル変換部１２でレベル変換後、ＣＰＵ１３に送る。ＣＰＵ１３は、センサヘッド１１でセンシングして得られた検出値が、ターミナル２０から与えられる検知条件（例えば、「３０℃以上」等）に合致するか否かを判断し、合致する場合には応答信号を送信部１４を介してアンテナ１６から送信するようにしている。また、上記検知条件は、アンテナ１６で受信し、受信部１５を介してＣＰＵ１３に与えるようにしている。
【００２６】
一方、各センサ１０は設置時に位置情報記憶部１８にその設置位置の位置情報（ｘ，ｙ）を記録させている。従って、上記したターミナル２０への応答時には、応答信号としてその位置情報を送信するようにしている。さらに、ＣＰＵ１３は、条件を満たすと判断したら、所定時間（所定フレーム分）待機し、その待機後に送信するようにしている。
そして、この待機する際の所定時間は、本形態では乱数により決定するようにしている。つまり、
【数１】
で得られる時間だけ待機した後に位置情報の送信を行う。このように待機時間が乱数により決定されるので、仮に複数のセンサが同時に検知条件を満たすことがあっても各センサの応答タイミングが分散し、実際に送信する時期がずれることが多いので、チャネル衝突の確率が低下し、確実に送信することができる。なお、乱数の分散幅はセンサ総数や検知条件をもとに設定すればよい。また１送信に要する時間が極小であるため、乱数フレーム待機によるレスポンス低下の影響は小さい。
【００２８】
なお、本形態では後述するターミナル２０から送信される検知条件を適宜に設定するので、同時に多数のセンサが条件を満たすことが少なくなるようにしている。従って、上記のように乱数による待機時間をずれにより、特に送信前にその上りチャネルの状況（空きチャネルか否か）を判断することなく送信しても衝突することが少なくなる。よって、空きチャネルのチェック並びにそれに伴う即時送信と待機・リトライ処理を行わなくてもよくなり、制御が簡略化される。もちろん、チャネルの使用状況をチェックするようにしてもよい。
【００２９】
なおまた、本形態におけるセンサ１０は、内部電源として電池１７を備え、その電池１７により駆動している。そして、処理が簡略化され、消費電力を抑えることができたので、電池１７も長寿命化する。
【００３０】
さらにまた、すでに応答しその情報がターミナル２０に記憶された場合には、一連の分布測定中は検知条件に一致しても、再度応答信号を出力することはしないようにしている。そのため、応答済フラグを設け、そのフラグのＯＮ／ＯＦＦにより応答の有無を判断するようにしている。
【００３１】
そして、ＣＰＵ１３の具体的な処理機能は、図４，図５に示すようなフローチャートとなっている。すなわち、電源投入後センサを初期化するとともに（ＳＴ１０）、応答済フラグも初期化する（ＳＴ１１）。その後、センシングして周囲温度を測定したならば、その周囲温度を記憶保持し（ＳＴ１２）、スリープモードに入る（ＳＴ１３）。
【００３２】
つまり、センサ１０は電池駆動であるため、低消費電力化を図る必要がある。よってターミナル２０からの「検知条件通知」に応じてセンサヘッド１１等のセンシング機能または送信部１４を起動するいわゆる「イベントドリブン方式」で構成する。従って、上記のように一旦センシングしたならば、スリープモードに入り、次にターミナルから指示を受けるまでその状態を保持することにより電力消費を抑えるようにしている。なお、このスリープモードになっても、受信部１５を介してターミナル２０から送られてくる検知条件等は受信できるようになっている。また温度の時間変化に対応するため、所定周期毎にＳＴ１２（センシング）を行う。
【００３３】
そして、ターミナルから制御信号を受信すると（ＳＴ１４）、その受信信号がセンス開始通知であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。そして、センス開始通知の場合には、ステップ１１に戻り、フラグを初期化後センシングして温度を計測後に再びスリープモードに移行するようにしている。
【００３４】
また、その検知条件を受信したならば、まず応答済フラグが立っているか否か、つまりすでに応答したのか（立っている：Ｙｅｓ）、まだ応答していない（Ｎｏ）かを判断する（ＳＴ１６）。そしてすでに応答済フラグが立っている場合には、再度応答することなくそのままスリープモードに入る。
【００３５】
また、応答済フラグが立っていない場合には、ステップ１７に進み受信した検知条件を満たすか否かの判断処理に移行する。すなわち、本形態では、検知条件として下記に示すような条件が通知される。
範囲条件：基準位置（ｘ０，ｙ０）と半径ｒ
値条件 ：上限値Ｔａと下限値Ｔｂ
つまり、基準となるセンサから一定の範囲内（離反距離がｒ以内）にあり、温度がＴｂ以上、Ｔａ未満となるセンサを検出することが要求される。
【００３６】
従って、具体的な判断処理としては、まず設置位置記憶部１８にアクセスし、自己の設置位置（ｘ，ｙ）を取得し、範囲内が範囲外か、さらには基準位置（後述するステップ２１で送信した位置情報がターミナル２０側で採用された）か否かを判断する（ＳＴ１７）。つまり、
（ｘ，ｙ）＝（ｘ０，ｙ０）
の場合には、基準位置と判断できる。また、
（ｘ−ｘ０）２＋（ｙ−ｙ０）２≦ｒ２
を満たすとすると、範囲内と判断できる。
【００３７】
この判断結果に基づき、範囲外の場合には、ステップ１３に戻りスリープモードに移行する。また、基準位置の場合には応答済フラグをセット（フラグを立てる）した（ＳＴ１８）後、ステップ１３に戻りスリープモードに移行する。
一方、範囲内の場合には、値条件（温度条件）を満たすか否かの判断を行う。つまり、ステップ１２でセンシングして得られた測定値（温度）ｔが、
Ｔｂ≦ｔ＜Ｔａ
を満たすか否かを判断する。なお、本形態では、最初に範囲条件を具備するか否かを判断し、その後値条件の判断を行ったが、その順番は逆でももちろんかまわない。
【００３８】
そして、範囲外の場合にはステップ１３に戻りスリープモードに移行する。また、範囲内の場合には、擬似乱数で決定されたフレーム分だけ待機し（ＳＴ２０）、自己の位置情報（ｘ，ｙ）を送信した後、ステップ１３に戻りスリープモードに移行する。
【００３９】
このように、センサ１０側における伝送制御処理は、「ターミナルからの検知条件，センス開始通知受信」と、「条件合致時の自位置データ応答」のみとなるため、処理の負荷の軽減による消費電流低減と電池長寿命化、及び伝送制御回路簡易化による回路小型化が図れる。
【００４０】
一方、ターミナル２０は、図６に示すように、アンテナ２３を備え、そのアンテナ２３に接続された送信部２４を介して検知条件を送信し、アンテナ２３で受信したセンサ１０からの応答信号（位置情報）を受信部２５で受信し、ＣＰＵ２６に与えるようになっている。
【００４１】
ＣＰＵ２６は、検知条件を決定し、送信部２４からアンテナ２３を介して各センサ１０に向けて送信したり、受信した応答信号に基づいて分布テーブル（図２）を生成し、それを上位のプログラマブルコントローラ２１へ送るようになっている。
【００４２】
そして、ＣＰＵ２６の具体的な処理は、図７，図８に示すフローチャートのようになっている。すなわち、プログラマブルコントローラから「測定開始命令」の通知を受け取ると、下りチャネルを用いて各センサに対して「センス開始通知」を一斉同報送信する（ＳＴ３１，ＳＴ３２）。
【００４３】
次いで、温度のピーク位置の検索処理を行う（ＳＴ３３）。すなわち、検出領域Ｒ内の最大温度或いは最小温度（本形態では、最大温度）を示すセンサ位置を特定する。具体的には、検知条件として位置的な「範囲条件」を全領域とし、温度を示す「値条件」を高いほうから走査して最初の応答センサを待つ。
【００４４】
このようにして得られたピークのセンサ位置を基準位置（ｘ０，ｙ０）とし、それに基づく範囲条件及び値条件の初期条件設定を行い、各センサへ「検知条件通知」を行う（ＳＴ３４，ＳＴ３５）。すなわち、検知条件は、
範囲条件：基準位置（ｘ０，ｙ０）と半径ｒ
値条件 ：上限値Ｔａと下限値Ｔｂ
としているので、上記した各変数に具体的な数値を代入したものを初期条件に設定する。すなわち、基準位置はステップ３３で得られたピークのセンサ位置をそのまま用い、半径ｒはあらかじめ設定した固定値とする。そして、値条件は、ピーク温度よりも等高線を作成する際の刻み幅で１つ分だけ低い値にセットする。本形態では、刻み幅を１℃としたため、ピーク温度よりも１℃低い値条件とする。つまり、ピーク位置を検出した際の値条件がＴａ，Ｔｂとすると、（Ｔａ−１），（Ｔｂ−１）がそれぞれ初期条件となり、その条件を検知条件として通知することになる。そして、その後受信待機状態になる（ＳＴ３６）。
【００４５】
その後、受信があったか否かを判断する（ＳＴ３７）。そして、受信した場合には、ステップ３８に進み、次の検知条件のための基準位置を決定（選択／更新）する。すなわち、検知条件通知に応答したセンサ数が１つならば、当該センサ位置を新たな基準位置に選択する。また、該当するセンサが複数あれば、その中から所定のセンサを選択し、その選択したセンサのセンサ位置を次の基準位置に選択する。これにより、基準位置の更新が行われる。なお、複数存在する場合の選択基準としては、ランダムにしてもよいし、現在の基準位置から最も遠いセンサ位置を次の基準位置にする（或いはその逆）としてもよいし、最初（或いは最後）に応答があったもの等各種の手法により決定できる。なお、本形態では、最も遠いセンサ位置を次の基準位置にしている。一方、受信されない（検知条件を満たすセンサが０）場合には、基準位置はそのまま（ステップ２８をスキップする）。
【００４６】
このようにして次の基準位置が決定されたならば、値条件を更新する（ＳＴ３９）。つまり、「Ｔａ＝Ｔａ−１，Ｔｂ＝Ｔｂ−１」を実行し、Δｔ℃下の範囲となるような値条件を設定する。そして、そのようにして更新した値条件があらかじめ定めた最低温度（終了値）になったか否かを判断し（ＳＴ４０）、範囲内の場合には、ステップ３５に戻り、決定した検知条件（範囲条件，値条件）を各センサに対して通知する。係る処理を実行することにより、ピボット巡回を実現する。
【００４７】
一方、更新した値条件が終了値に達した場合には、そのルート巡回を打ち切り、各条件を初期化してピークセンサ位置からの新規巡回を行う。このように複数本のルート巡回を行うことにより、各値条件で特定される同一の温度領域、同一の等高線で区切られる領域に属するセンサ数が、ルート巡回した数（ステップ３７でＮｏにならない限り）だけ存在する。従って、それに基づいて温度分布を作成し等高線を作成することができる。
【００４８】
ここで、本形態では、現在までのルート巡回した本数を記憶しておき、その本数があらかじめ設定した最大巡回本数に達したか否かを判断する（ＳＴ４１）。そして、達していない（範囲内）場合には、ステップ３４に戻り初期化条件を設定する。これにより、ピークセンサ位置からの新規巡回が行える。なお、上記した値条件の終了値や、巡回本数の最大値は、例えば初期条件設定の際にセットされる。
【００４９】
一方、ルート巡回本数が最大巡回本数になったならば、ステップ４２に飛び測定を終了し、分布テーブルを作成する。その後、作成した分布テーブルをプログラマブルコントローラ２１へ伝送し、一連の処理を終了する（ＳＴ４３，ＳＴ４４）。
【００５０】
なお、本形態では、巡回本数が最大になった場合にそれ以上の処理を停止したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、センス開始からの経過時間としても良い。また、本数に制限を設けなくてもよい。
【００５１】
なお、プログラマブルコントローラでは、前記分布位置テーブルから、値条件の等しいセンサを閉曲線で結ぶことで等高線図を作成し、分布状況を把握することが可能となる。
【００５２】
次に、具体例（図９に示す巡回軌跡，図１０に示す分布測定シーケンス）を挙げつつ、上記した装置の作用を説明する。まず、図９に示すように、本例では、面内を７×５マスに区切り、平面座標表示にて左上を（０，０）、右下を（６，４）とする。さらに（２ｎ，２ｍ）と（２ｊ＋１，２ｋ＋１）にセンサを設置する。ここで、ｎ＝０，１，２，３：ｍ＝０，１，２：ｊ＝０，１，２：ｋ＝０，１とする。そして、面内の温度分布が３２．９℃〜２７．０℃の範囲で存在していたとする。
【００５３】
この例では、値条件刻み幅を１．０°Ｃ、値条件終了値を２５．０℃未満、巡回本数を３本、半径ｒ＝４とする。そして、まずピーク位置検索をする。つまり、範囲条件を無限にし、値条件を高い値（例えば３５℃以上３６℃未満）にし、それから順に１℃ずつ値条件を下げていく。すると、（０，０）のセンサが値条件（３２．０〜３２．９）であることが特定される。なお、センサヘッドは小数点以下１桁まで検出するものとしたため、３２℃以上３３℃未満は、３２．０℃以上３２．９℃以下と等価となる。
これにより、ステップ３４を実行して得られる初期条件は、
値条件 ３１．０〜３１．９
範囲条件 基準位置（０，０），半径４
となる。
【００５４】
この初期条件にて「検知条件通知」を行うと、（２，０）（１，１）（０，２）の各センサが応答信号（位置情報）を送信する。そこで、ターミナルは基準位置（０，０）から速い（２，０）を選択して次回基準位置とし、値条件を１段更新（３０．０〜３０．９）して、以下同様に巡回を行う。つまり、図９に示す▲１▼のルート巡回をとる。
【００５５】
この巡回を進めると、基準位置（６，０），値条件（２６．０〜２６．９）にて応答が無くなる。この場合、ステップ３７でＮｏとなるので、以下基準位置は（６，０）のまま値条件を更新（ＳＴ３９）して巡回を続行する。すると値条件が終了値（２５．０未満）に達するので、１本目の巡回を打ち切り、初期条件に戻って２本目の巡回を開始する。
【００５６】
▲２▼で示す２本目の巡回の際には、１本目の巡回ですでに基準位置になったものは応答済フラグがセットされているので、それ以外のセンサに対して巡回が進む。図９，図１０に示すように、基準位置（５，１），値条件（２７．０〜２７．９）にて応答が無くなり、値条件が終了値（２５．０未満）に達した後、２本目の巡回を打ち切り、初期条件に戻って３本目の巡回を開始する。
【００５７】
▲３▼で示す３本目の巡回では、一旦基準位置（１，３），値条件（２９．０〜２９．９）の時に応答がないが、１つ下の値条件（２８．０〜２８．９）の際に基準位置（２，４）のセンサが応答する。そして、値条件が２５．０未満になると、ステップ４１の分岐判断に行き、巡回本数が終了値の３本であるので、巡回によるデータ収集は終了し、分布テーブルを作成し、プログラマブルコントローラへデータを伝送する。
【００５８】
図１１は、本発明の第２の実施の形態の要部を示している。本実施の形態では、ターミナル２０のＣＰＵ２６の処理、より具体的には検知条件の更新の処理アルゴリズムが異なる。そして、センサは第１の実施の形態と同様である。そして、図１１は、その相違部分を含む機能のフローチャートを示している。なお、本実施の形態のＣＰＵ２６の機能の前半部分は、図７に示すものと同一とする。そして、図７の処理を実行後図１１に示すステップ３７に移行する。また、図１１中▲４▼，▲５▼は、図７に対応する各ステップに飛ぶが、当然のことながらこの図１１のフローから図７に飛んだ場合、図７の処理を実行後は図１１のステップ３７に戻るのはもちろんである。このことは、後述の各実施の形態でも同様である。
【００５９】
まず、概略を説明すると、第１の実施の形態では、範囲条件の１つである基準位置からの半径が固定されているが、本実施の形態では半径ｒを変えるようにしている。すなわち、半径を固定していると温度変化傾斜が緩い場合に取りこぼすセンサが生じるが、本形態では係る問題が無くなる。
【００６０】
図１１と図８を比較すると明らかなように、センサからの応答が無い場合、すぐに値条件を更新せず、範囲条件の半径を一時的に拡大する（ＳＴ３７，ＳＴ４５）。そして、拡大した半径が、所定値以上か否かを判断し、所定値未満の場合にはステップ３５に戻り、拡大した半径を含む検知条件を通知し、受信を待つ。そして、半径を所定値以上に拡大しても受信されない場合に半径を初期化する（ＳＴ４７）とともに、値条件を１段下げた値に更新する（ＳＴ３７）。
【００６１】
係る構成にすることにより、温度変化傾斜が緩やかな場合でも、基準位置からの離反距離ｒを大きくすることにより、確実に１段下げた値条件のセンサを検出し、それに対して巡回続行が可能となる。なお、一定以上距離を拡大してもオ−バ−するセンサがない場合には、当該１段下げた値条件の温度領域はないと推定できるので、半径を元の初期値に戻すとともに、値条件を更新して巡回を継続し、巡回続行を図っている。このように範囲条件緩和を採り入れることで、温度変化傾斜が緩い場合の巡回取りこぼしを改善することが可能となる。なお、ステップ４６の判断基準となる半径の所定位置は有限の値でもよいし、無限（実質的に無限：領域Ｒの範囲以上の距離も含む）としてもよい。
その他の構成並びに作用効果は、上記した第１の実施の形態と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００６２】
図１２は、本発明の第３の実施の形態の要部を示している。本実施の形態では、第２の実施の形態を基本とし、ターミナル２０のＣＰＵ２６の処理、より具体的には検知条件の更新の処理アルゴリズムが異なる。そして、センサは第１，第２の実施の形態と同様である。そして、図１２は、その相違部分を含む機能のフローチャートを示している。なお、本実施の形態のＣＰＵ２６の機能の前半部分は、図７に示すものと同一とする。
【００６３】
本実施の形態では、第２の実施の形態と同様に、範囲条件の半径の値が初期値では応答するセンサがない場合に半径を拡大し、温度変化傾斜が緩やかでも確実にセンサを検出するようにしている（ＳＴ４５，４６，４７）。そして、拡大する範囲を無限（実際上は、領域Ｒよりも広いある有限の大きな値としても可）まで広げている（ステップ４６の判断基準を有限／無限としている）。
【００６４】
係る前提において、フラグ制御により存在しない値条件をスキップすることで、不要な検知条件通知を省き、処理の効率化を図るようにしている。具体的には、ステップ４６の分岐判断で半径が無限まで拡大した場合、ステップ４８に飛び、その時の値条件（温度範囲Ｔａ，Ｔｂ）のスキップフラグをセットする。
【００６５】
その後、第２の実施の形態と同様に半径を初期化し（ＳＴ４７）、値条件を段下の値に更新する（ＳＴ３９）。そして、その値条件が終了値の場合には（ＳＴ４０）、巡回本数をチェックし（ＳＴ４１）、ステップ３４に戻って新たな巡回を行うか、ステップ４２に進みデータ処理を行うかを判断する。
【００６６】
一方、値条件が終了値でない場合には、ステップ４０からステップ４９に進み、設定された値条件についてスキップフラグが立っているか否かを判断する（ＳＴ４９）。そしてフラグがセットされている（Ｙｅｓ）場合には、ステップ３９に戻り、さらに１つ下の値条件に更新する。また、スキップフラグがセットされていない場合には、ステップ３５に飛び、その更新した値条件を含む検知条件を通知し、次の巡回を続行する。
【００６７】
このように、値条件更新時に「スキップフラグ」をチェックし、該当する際は値条件を１段進めることで、当該フラグがセットされている値条件について通知しないようにすることにより、検知条件通知の効率化を図ることができる。
【００６８】
図１３〜図１５は、本発明の第４の実施の形態の要部を示している。本実施の形態では、ターミナル２０のＣＰＵ２６の処理、より具体的には検知条件の更新の処理アルゴリズムが異なる。そして、センサは第１，第２の実施の形態と同様である。
【００６９】
すなわち、検知条件通知に対して応答するセンサがない場合（受信されない場合）に、範囲条件の１つである半径を拡大し、無限まで拡大しても応答するセンサがない場合に半径を初期化すること（ＳＴ３７，４５，４６，４７）、並びにスキップフラグを用い、半径を無限まで拡大しても応答しない場合にその時の値条件にフラグをセットし、以後の測定では当該値条件スキップさせること（ＳＴ４８，４９）等を用いることは、上記した第３の実施の形態と同様である。
【００７０】
ここで本実施の形態では、巡回の仕方を変えている。すなわち、第１〜第３の実施の形態では、値条件が終了値に達した場合に基準位置を初期位置に戻すとともに、値条件も初期条件に戻し、新たな巡回を行うようにしたが、本実施の形態では、基準位置を最初に戻すことなく、値条件を１つ上に戻すとともに、基準位置を１つ前に戻すようにしている。このように、巡回に再帰を採り入れることで、全センサに対する巡回収集を効率的に行うことができる。そして、係る再帰的巡回手法を取りいれることで、不要な範囲条件緩和試行を省くことができ、全センサを巡回収集する際の効率化が図れる。
【００７１】
そして、具体的には、プログラマブルコントローラから測定開始命令を受けた後、ピーク位置を特定し、それに基づいて初期条件を設定後、検知条件を通知し、受信待機に至る（ＳＴ３１〜ＳＴ３６）処理は、第１〜第３の実施の形態と共通する。但し、図１３と図７を比較するとわかるように、本実施の形態では、検知条件通知（ＳＴ３５）にしか戻ることがなく、初期条件設定（ＳＴ３４）には戻らないようになっている。
【００７２】
また、実際の受信に伴う処理であるステップ３７以降（図１４，図１５参照）は、基本的には、図１２に示す第３の実施の形態における各処理と同様である。ここで相違するのは、更新処理していった結果、値条件が終了値に至った時（ステップ４０の分岐判断）に、第３の実施の形態では巡回本数が終了したか否かをさらに判断するのに対し、再帰的巡回をする本実施の形態では、基準位置を１つ前に戻し（ＳＴ５０）、その戻した基準値が初期値以降であるか否かを判断し（ＳＴ５１）、初期値以降である場合にはその戻した基準位置に基づいて値条件を再設定する（ＳＴ５２）。そして、その再設定後ステップ４９に戻り通常の巡回処理（値条件を下げていく）を実行する。また、ステップ５１の判断で、基準位置が初期位置よりも前になったとき、つまり、初期位置でさらにステップ５０を実行した場合にはそれ以上戻ることができないので、データ収集処理は終了し、ステップ４２に進み、収集したデータに基づいて分布テーブルを作成することになる。なお、その他の構成並びに作用効果は、上記した各実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００７３】
次に、具体例（図１６に示す再帰巡回軌跡，図１７に示す再帰巡回ツリー）を挙げつつ、上記した装置の作用を説明する。まず、両図に示すように、第１の実施の形態と同様に、センサ位置が（０，０）→（２，０）→（３，３）→（５，３）→（４，０）→（６，０）の順に巡回する。そして、（６，０）より下の値条件を満たすセンサはないので、その位置でそのまま最終的に値条件が終了値になるので、ステップ５０を実行し、１つ前の基準位置である（４，０）に戻る。そして、その基準位置（４，０）における値条件つまり基準位置（４，０）の値条件よりも１つ下の値条件を再設定し、検知条件を通知する。この場合には、それに対応するのはないのでさらに１つ上のセンサ位置（５，３）に戻る。
【００７４】
すると、この（５，３）に基づく値条件で最も遠いセンサは、（２，４）になり、その（２，４）に基づいて通常の巡回を行うと、（０，４）のセンサから応答を受ける。このようにして、値条件を上げたり下げたりしながら再帰的巡回が行われる。なお、受信データに基づく処理として、本実施の形態では、スキップフラグを用いた第３の実施の形態を基本としたが、第１，第２の実施の形態を基本としてももちろんよい。
【００７５】
図１８〜図２１は本発明の第５の実施の形態を示している。上記した実施の形態では、ターミナルとセンサとの間でデータの送受を行い、ピボット巡回しながらターミナルが一手に情報収集をするようにしたが、本実施の形態では、センサ間でもデータの送受を行わせ、一定以上データが収集された時に、センサからターミナルにデータを送るようなリレー巡回を行うことにより、ターミナルは領域内のセンス情報を取得できるようにしている。
【００７６】
すなわち、センサ１０は、温度を検出するセンシング機能と、無線伝送機能を備え、無線伝送機能は、ターミナルとの間、並びに他のセンサとの間で伝送を行えるようになっている。さらに、検知条件を設定し送信する機能や、受信した各センサからの位置信号に基づいて、次の基準位置となるセンサを特定する機能を有している。さらに、それまでの巡回の履歴データとなる貯留データを受け取るとともに、その貯留データに自己のセンス情報を加えたデータを次の基準位置となるセンサに送る機能を有している。そして、係る処理を行うセンサ１０としては、図１８に示すように、貯留データを記憶するデータ記憶部１９を設ける。なお、上記した各機能は、ＣＰＵ１３により実現されるため、ブロック図としての相違点は、データ記憶部１９がある程度である。なお、このデータ記憶部１９も実際にはＣＰＵ１３内のバッファ等により実現することができる。
【００７７】
また、このように上記した各実施の形態でターミナルが行ってきた各処理の一部をセンサ１０側に移行したことにより、ターミナル２０の機能も当然異なるが、ＣＰＵ２６内のアルゴリズムが異なるだけで、ブロック図レベルで見ると図６に示すものと同じとなる。尚、正確には、センサ１０からの送信先がセンサ１０とタ−ミナル２０の両者があるため、送信時のチャネル切替回路は必要となる。
【００７８】
次に、センサ１０並びにターミナル２０の機能を説明する。図１９〜図２１は、ターミナル及びセンサの動作シーケンスを示している。このシーケンスに沿って機能を説明する。
＊ターミナル２０
プログラマブルコントローラより「測定開始命令」を受けたターミナルは、下りチャネルを用いて「センス開始通知」を送信し、全センサの初期化を行う。次に面内のピーク温度を指すセンサを特定するため、「範囲条件＝全領域」とし、値条件を順次高いほうから走査する。係る具体的な処理は、第１〜第４の実施の形態と同様にすることができる。
【００７９】
図の例ではセンサＡが最初に合致し、位置情報を送信することでピーク位置が特定される。検索を終えたターミナルは、センサＡを宛先として空の貯留データをセンサ送信する。
次に、検知条件を
範囲条件［基準位置：センサＡ／半径：ｒ以内］
値条件［検知温度／刻み幅］
と再設定後に全センサへ通知し、受信待機状態に入る。
【００８０】
＊センサＡ
空の貯留データを受け取ったセンサは、データ記憶部１９に当該貯留データを一時格納する。そして、この貯留データの複数の記憶領域の先頭部分に、自測定データの格納を行う。すなわち、図２１に示すように、センサＩＤと測定温度を格納する。
【００８１】
一方、ターミナルより通知された検知条件に合致したセンサ群は、現基準位置のセンサＡに対して位置情報の送信を行う。このとき、応答前に擬似乱数による待機処理を挿入することで、衝突確率を低下させることができる。この点は、上記した各実施の形態と同様である。
【００８２】
センサＡは、位置応答したセンサ群から、一定の条件にしたがい１つのセンサを選択する。この選択は、応答したセンサが複数ある場合に、自分の位置から最も遠いものを選ぶようにしている（もちろん別の選択手法でもよい）。そして、その選択したセンサに対し、自己のデータを加えた貯留データを送信する。この例ではセンサＢを次の基準センサとして選定し、貯留データを送信する。
【００８３】
最後に、センサＡが検知条件を更新［範囲条件の基準位置をセンサＢ、値条件を１段階更新（下げる）］し、これを全センサに対して通知したのち、スリープモードに入る。
＊センサＢ
センサＡと同様、貯留データ受信、自データを貯留データ内に格納、次基準位置選定、貯留データ送信、検知条件再設定、検知条件通知の後にスリープモードに入る。
【００８４】
＊センサＣ
図２０に示すように、貯留データ送信（センサＤに送信）までは同様の処理を行う。ここで貯留データが（規定貯留数−１）となった場合（この実施例では規定貯留数＝４）、検知条件再設定及び検知条件通知は行わずにスリープモードに入る。
【００８５】
＊センサＤ
受信した貯留データに対して自データを格納することまでは同様の処理を行う。ここで貯留データが規定貯留数と等しくなるので、ターミナルに対して貯留データの送信を行い、スリープモードに入る。
【００８６】
＊ターミナル
貯留データを受信したターミナルは、データ処理を行った後、検知条件の再設定を［基準位置：センサＤ／半径：ｒ以内、検知温度２８．０℃／刻み幅１℃］として通知し、以後同様の処理を行う。
【００８７】
このような処理手順を採ることで、センサ→ターミナルへの通信回数を減らすことができる。ここで各センサ間通信時、範囲条件「半径ｒ以内」のセンサに対して通信ができれば良いので、これに併せて送信時の出力を抑えることで、センサの消費電流を低減し、電池寿命を延ばすことが可能となる。
【００８８】
このように構成すると、「センサ−ターミナル間」が「各センサ間」と比較して著しく離れている場合に、センサ−ターミナル間通信の回数を削減することで、センサ全体としての省電力化を図る。
【００８９】
なお、本実施の形態では、検知条件は、第１の実施の形態と同様に範囲条件は離反距離となる半径ｒを固定としたが、第２の実施の形態のように半径を拡大する機能を持たせてもよいし、第３の実施の形態のように応答しなかった値条件をスキップさせるようにしてももちろんよい。但し、スキップする場合には、検知条件としてスキップフラグも合わせて次のセンサに与えるようにする必要はある。
【００９０】
また、巡回方法も、第１，第２の実施の形態のように値条件の終了値まで達した場合にピーク位置に戻って新たな巡回を行うようにしてもよいし、第４の実施の形態のように１つ前に遡行し再帰巡回を行うようにしてもよい。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る分布測定装置及びセンサでは、検知条件を満たすセンサのみが応答信号を送信するので、たとえ使用するチャネル数が少なくても通信が可能となり、また無用な送信を減らし、消費電流を低減することができる。そして、伝送制御処理の主負荷をターミナル側に置くことで、センサ側の処理負担低減及び伝送回路簡易化を図り、消費電力の低下からセンサの電源（電池）の長寿命化を図ることができる。
【００９２】
特に、請求項１，２の発明では、センサ側における伝送制御処理は、「センサ検知条件受信」，「条件合致時の自位置データ応答」のみとなるため、負荷の軽減による消費電流低減と電池長寿命化、及び伝送制御回路簡易化による回路小型化という効果が得られる。
【００９３】
また、請求項３，７の発明では、センサ間でのデータ通信が行われるので、センサ間の距離に比べてセンサとターミナル間の距離が非常に長い場合に、長距離伝送する回数が減り、結果として省電力化が図れる。
【００９４】
また、請求項４に記載の発明では、基準センサ位置における測定値と、一段変化した測定値のセンサ位置を特定できるので、測定値の境界を特定しやすくなる。さらに請求項５の発明では、測定値の変化が緩やかな場合でも確実に測定値の変化の境界を検出することができる。さらにまた、請求項６の発明では、無駄な検知条件の通知をカットできるので、効率よく情報収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分布測定装置の一例を示す図である。
【図２】分布テーブルの一例を示す図である。
【図３】本発明に係るセンサの好適な一実施の形態を示す図である。
【図４】第１の実施の形態のセンサのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その１）である。
【図５】第１の実施の形態のセンサのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その２）である。
【図６】本発明に係るターミナルの好適な第１の実施の形態を示す図である。
【図７】第１の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その１）である。
【図８】第１の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その２）である。
【図９】巡回軌跡の一例を示す図である。
【図１０】分布測定シーケンスの一例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャートの要部である。
【図１２】第３の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャートの要部である。
【図１３】第４の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その１）である。
【図１４】第４の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その２）である。
【図１５】第４の実施の形態のターミナルのＣＰＵの機能を説明するフローチャート（その３）である。
【図１６】第４の実施の形態の巡回軌跡の一例を示す図である。
【図１７】第４の実施の形態の巡回軌跡ツリーの一例を示す図である。
【図１８】第５の実施の形態のセンサを示す図である。
【図１９】第５の実施の形態を示す図（その１）である。
【図２０】第５の実施の形態を示す図（その２）である。
【図２１】貯留データの推移の状態を説明する図である。
【符号の説明】
１０ センサ
１１ センサヘッド
１２ レベル変換部
１３ ＣＰＵ
１４ 送信部
１５ 受信部
１６ アンテナ
１７ 電池
１８ 設置位置記憶部
１９ データ記憶部
２０ ターミナル
２１ プログラマブルコントローラ
２２ エアコン
２３ アンテナ
２４ 送信部
２５ 受信部
２６ ＣＰＵ
Claims (7)
- 複数のセンサに対して無線で検知条件を送信し、その送信した検知条件に合致するセンサから無線で応答信号を受信することによりデータ収集を行うターミナルを備えた分布測定装置であって、
前記ターミナルは、前記複数のセンサの中からピークの測定値を有するピークセンサ位置を特定する手段と、
前記検知条件として測定値を段階的に変化させて値条件を設定する検知条件設定手段と、
前記設定された検知条件に合致するセンサの中から次の基準位置となるセンサを特定する手段とを備え、
前記ピークセンサ位置から、前記段階的に変化された値条件の順に基準位置を遷移する巡回を複数回行い、同一値条件に属するセンサ位置に関するデータを収集する機能を備えたことを特徴とする分布測定装置。 - 複数のセンサに対して無線で検知条件を送信し、その送信した検知条件に合致するセンサから無線で応答信号を受信することによりデータ収集を行うターミナルを備えた分布測定装置であって、
前記ターミナルは、前記複数のセンサの中からピークの測定値を有するピークセンサ位置を特定する手段と、
前記検知条件として測定値を段階的に変化させて値条件を設定する検知条件設定手段と、
前記設定された検知条件に合致するセンサの中から次の基準位置となるセンサを特定する手段とを備え、
前記ピークセンサ位置から、前記段階的に変化された値条件の順に基準位置を遷移する巡回を行い、センサからの応答が無い場合に、１つ前の基準位置に遡行して再巡回を試みる再帰巡回機能を行うことで同一値条件に属するセンサ位置に関するデータを収集する機能を備えたことを特徴とする分布測定装置。 - 複数のセンサとターミナルが無線を用いてデータ送受を行い、前記ターミナルが各センサの測定値情報を収集する分布測定装置であって、
前記ターミナルは、前記複数のセンサの中からピークの測定値を有するピークセンサを特定し、そのピークセンサを基準センサに決定するとともに、そのセンサ位置として設定される検知条件を各センサに対して通知する機能を備え、
前記センサは、前記基準センサに設定された場合の機能として、検知条件を設定し送信する機能と、次の基準センサを決定する機能と、受信した巡回軌跡データに対し、自己の設置位置情報と測定値情報を追加して更新した巡回軌跡データを前記決定した次の基準センサに送る機能と、前記巡回軌跡データが所定量に達した場合に前記ターミナルに伝送する機能を有し、
前記基準センサに設定されない他のセンサの場合の機能として、前記ターミナル或いは前記基準センサから送られた検知条件に合致するか否かを判断し、合致する場合に前記次の基準センサに対して応答信号を送信する機能を有することを特徴とする分布測定装置。 - 前記検知条件は、前記値条件と、前記基準位置からの離反距離を制限する範囲条件を含むものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の分布測定装置。
- 前記離反距離を可変とし、送信した検知条件に対してセンサからの応答信号が無い場合に、前記値条件は変えずに前記離反距離を拡大した検知条件を送信する機能を備えたことを特徴とする請求項４に記載の分布測定装置。
- 前記範囲条件を無制限に緩和しても応答信号が無い場合、その時の値条件を記憶し、その後の検知条件設定の際に前記記憶した値条件をスキップする機能を備えたことを特徴とする請求項５に記載の分布測定装置。
- 無線を介して受信した検知条件に合致するか否かを判断し、合致する場合に応答信号を送信するセンサであって、
受信した応答信号に基づいて次の基準センサを決定する機能と、
前記次の基準センサにとっての検知条件を設定し、その検知条件を次の基準センサ情報とともに送信する機能と、
受信した巡回軌跡データに対し、自己の設置位置情報と測定値情報を追加して更新した巡回軌跡データを前記決定した次の基準センサに送る機能と、
前記巡回軌跡データが所定量に達した場合にターミナルに向けて伝送する機能を備えたことを特徴とするセンサ。
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