JP5905213B2 - センサ端末、センサネットワークシステム、センサ端末制御方法 - Google Patents
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Description
近年の半導体製造技術は微細化の一途をたどり、半導体製造装置を設置するクリーンルーム内の清浄度の向上およびその維持への要求が高まっている。このため、クリーンルーム内に設置する製造装置や空調機器に対し、発塵量の低減を目的とした開発が進められている。同時に、発塵の主因の一つである作業者数の低減を行い、クリーンルーム内の無人化及び自動化を進めている。このため、特許文献1では、クリーンルーム内の清浄度を自動的に情報取得し、この情報を外部に無線送信するシステムが開示されている。
かかる特徴によれば、センサ端末周囲の環境をフローセンサが検知し、どのような周囲環境でどの周囲環境検知センサを起動するかを判断し、必要な周囲環境検知センサのみを起動することができる。このため、周囲環境によって、周囲環境変動センサが起動するため、必要な周囲環境を検知しそこなうことがなくなる。また、不必要な周囲環境検知センサは起動しないため、電力消費がなく、バッテリー寿命を長くでき、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、空気流の検知データを取得していない期間の電力消費がないため、バッテリー寿命を長くでき、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、周囲環境の変動をフローセンサが検知し、周囲環境の変動情報を元に、必要な周囲環境検知センサのみを起動させることができる。このため、周囲環境の変動によって、必要な周囲環境変動センサのみが起動するため、必要な周囲環境変動を検知しそこなうことがなくなる。また、不必要な周囲環境検知センサは起動しないため、電力消費がなく、バッテリー寿命を長くでき、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、空気流速と空気流の方向を分離して検知できるため、周囲環境の変化をより正確に把握できる。このため、起動する周囲環境検知センサを正確に判断でき、不必要な周囲環境検知センサの起動が少なくなり、バッテリーの長寿命化ができ、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、空気流速しか検知できないセンサでも複数設置すれば、空気流の方向を検知できる。このため、起動する周囲環境検知センサを正確に判断でき、不必要な周囲環境検知センサの起動が少なくなり、バッテリーの長寿命化ができ、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、センサ端末周囲の環境をフローセンサが検知し、どのような周囲環境でどの周囲環境検知センサを起動するかを判断し、必要な周囲環境検知センサのみを起動することができる。このため、周囲環境によって、周囲環境変動センサが起動するため、必要な周囲環境を検知しそこなうことがなくなる。また、不必要な周囲環境検知センサは起動しないため、電力消費がなく、バッテリー寿命を長くでき、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、空気流の検知データを取得していない期間の電力消費がないため、バッテリー寿命を長くでき、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、周囲環境の変動をフローセンサが検知し、周囲環境の変動情報を元に、必要な周囲環境検知センサのみを起動させることができる。このため、周囲環境の変動によって、必要な周囲環境変動センサのみが起動するため、必要な周囲環境変動を検知しそこなうことがなくなる。また、不必要な周囲環境検知センサは起動しないため、電力消費がなく、バッテリー寿命を長くでき、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
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かかる特徴によれば、空気流速しか検知できないセンサでも複数設置すれば、空気流の方向を検知できる。このため、起動する周囲環境検知センサを正確に判断でき、不必要な周囲環境検知センサの起動が少なくなり、バッテリーの長寿命化ができ、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
かかる特徴によれば、通信制御装置はどのセンサ端末からの通信かを容易に判断できる。このため、効率的な情報処理が可能となる。
かかる特徴によれば、センサ端末周囲の環境をフローセンサが検知し、どのような周囲環境でどの周囲環境検知センサを起動するかを判断し、必要な周囲環境検知センサのみを起動することができる。このため、周囲環境によって、周囲環境変動センサが起動するため、必要な周囲環境を検知しそこなうことがなくなる。また、不必要な周囲環境検知センサは起動しないため、電力消費がなく、バッテリー寿命を長くでき、バッテリー交換頻度を低減することが可能となる。
以下、本発明に係る第1の実施形態を、図1から図5を参照して説明する。なお、本実施形態に係るセンサネットワークシステム1000は、半導体製造を行うクリーンルーム内の空気清浄度を監視及び管理に用いるシステムである。
図1は、本実施形態に係るセンサネットワークシステム1000の構成を示す。センサネットワークシステム1000は、センサネットワーク1及び外部装置2と、センサネットワーク1と外部装置2相互を接続する通信回線3からなる。
センサネットワーク1は、通信制御装置4と複数のセンサ端末5からなる。さらに、通信制御装置4は前述の通信回線3で外部装置2と接続されている。複数のセンサ端末5各々と通信制御装置4とは無線通信により、相互でデータ送受信できる。
なお、図1では、通信制御装置4と外部装置2とは別に設け、通信回線3で結ぶ構成を示したが、通信制御装置4に外部装置2の機能を付加して同一装置としてもよい。
また、図1では外部装置2と接続されるセンサネットワーク1は単数であるが、複数のセンサネットワーク1が存在する構成も可能である。
センサネットワーク1におけるセンサ端末5の構成について、以下に詳細に示す。図2に、センサ端末5の構成を示す。
センサ端末5は、2つのフローセンサ511と512、周囲環境検知センサ521と522、CPU541、記憶部542、無線通信用IC561、バッテリー57、アンテナ562からなる。
無線通信用IC561は、CPU541からの指示を元に、アンテナ562を経て通信制御装置4と無線通信によるデータ送受信を行う。
バッテリー57はアンテナ562をのぞく他の構成に接続され、電力供給を行う。
次に、センサネットワーク1における通信制御装置4の構成について説明する。図3に、通信制御装置4の構成を示す。
通信制御装置4は、CPU441、記憶部442、無線通信用IC461、アンテナ462、外部装置2との通信用インターフェース49からなる。
CPU441は、無線通信用IC461を経て受信した各センサ端末5からのデータ処理、外部装置2に接続される通信用インターフェース49に対するデータ送受信制御、記憶部442へのデータ読み書き等を制御する。
通信インターフェース49は、通信回線3を経て、外部装置2と通信制御装置4との間でデータ送受信を行う。
次に、外部装置2の構成について説明する。図4に、外部装置2の構成を示す。
外部装置2は、センサネットワーク1から送信されるデータの各種処理を行うための装置であり、例えば、通信機能を備えたコンピュータによって構成される。
通信用インターフェース29は、通信回線3を経て、通信制御装置4との間でデータ送受信を行う。
また、CPU241には、CPU241を介して記憶部242へ各種情報の入力、更新等を行うための入力部281(キーボード、マウス等)や表示部282(ディスプレス等)が接続されている。
次に、本実施の形態にかかるセンサネットワークシステム1000の動作について説明する。なお、センサネットワークシステム1000の基本動作を図5に示す。このフローチャートの説明では、センサ端末5のフローセンサ511、512が空気流の検知データを検出の有無に応じた動作を1回の動作として説明するが、本実施形態では、このような動作が常時行われている。
CPU541は空気流の検知データをもとに、周囲環境検知センサ521、522を起動するか判断する(S3)。
起動する場合、空気流の検知データは、CPU541から、通信制御装置4、外部装置2の順に送信される(S4)。同時に、CPU541は、センサ端末5内に設置された周囲環境検知センサ521、522のうち、どのセンサを起動するか選定する(S5)。
周囲環境検知センサ521、522が検出した周囲環境の検知データはCPU541、通信制御装置4、外部装置2の順に送信される(S8)。
起動しない場合、CPU541は、起動した周囲環境検知センサ521、522に停止信号を送信する(S10)。起動する場合、フローセンサ511、512の検知データを元に、同様に起動する周囲環境検知センサ521、522を選定、周囲環境検知センサ521、522の起動、周囲環境検知センサ521、522検知の一連動作を繰り返す(S5〜S9)。
なお、空気流検知データを元に、CPU541が起動する周囲環境検知センサ521、522を選定した後、空気流の検知データを、CPU541から通信制御装置4、外部装置2の順に送信してもよい(S4、破線矢印)。
次に、クリーンルームの空気中塵埃量監視及び管理システムに応用した場合のセンサネットワークの動作の詳細な動作を以下に示す。
なお、ここでは、フローセンサ511は水平方向、フローセンサ512は垂直方向の空気流について検知できる構成である。また、周囲環境検知センサ521、522はともに周囲の空気中を浮遊する塵埃数を計測するパーティクルセンサで構成する。ただし、周囲環境検知センサ521は、小径の塵埃を計測するパーティクルセンサ、周囲環境検知センサ522は、周囲環境検知センサ521より、大きいサイズの塵埃を計測できるパーティクルセンサとする。なお、パーティクルセンサには、例えば、塵埃表面での散乱光を利用して検出する方式、圧電振動子の周波数変化を利用して検出する方式等のパーティクルセンサを用いることができる。
フローセンサ511、512が周囲の空気流を検知すると、CPU541に空気流の方向及び空気流速についてのデータを送信する。
そして、CPU541は、空気流の方向情報から起動するセンサを選定し、選定したセンサに起動信号を送信する。それと平行して、CPU541は、空気流の方向及び空気流速の検知データを通信制御装置4に無線通信で送信し、その空気流の検知データは通信制御装置4から外部装置2へと送信される。
以上が、クリーンルーム内の塵埃量監視及び管理に応用した場合のセンサネットワークシステム1000の動作である。
さらに、終始、空気流を検知し続けるセンサ端末5については、検知データ送信を一定回数、連続して繰り返すと、外部装置2の表示装置にセンサ端末5の動作確認やセンサ端末5の適切な位置への移動指示等の情報が表示される。
また、クリーンルームの空気中塵埃量監視及び火災検知システムにも応用できる。
ここでは、周囲環境検知センサ521は周囲の空気中を浮遊する塵埃数を計測するパーティクルセンサ、周囲環境検知センサ522は、周囲の気温を計測する温度センサとする。温度センサには、例えば、サーミスタ、白金抵抗測温素子、熱電対素子等を用いることができる。
同様に、常時起動かつ、待機消費電力なしもしくは待機消費電力が非常に小さい2つのフローセンサ511、512が周囲の空気流を検知すると、まず、CPU541に空気流の方向及び空気流速についてのデータを送信する。
以上が、クリーンルーム内の空気中塵埃量監視及び火災検知システムの動作である。
以下、本発明に係る第2の実施形態のセンサネットワークシステムについて説明する。第1の実施形態と同一箇所については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態は、多数の人間が出入りをするオフィスや病院等のエントランスの空調監視及び管理を行うシステムである。センサネットワークシステムの構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
また、本実施の形態における周囲環境検知センサ521は湿度センサ、周囲環境検知センサ522は温度センサで構成する。
第1の実施形態と同様に、常時起動しているフローセンサ511、512が周囲の空気流を検知すると、まず、CPU541に空気流の方向及び空気流速についてのデータを送信する。
以下、本発明に係る第3の実施形態のセンサネットワークシステムについて説明する。 第1及び第2の実施形態と同一箇所については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態は、民家の玄関及び窓等に設置し、家人の出入り、及び不審者の侵入を検知するシステムである。センサネットワークシステムの構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
また、本実施の形態における周囲環境検知センサ521は照度センサ、周囲環境検知センサ522は赤外線センサ、周囲環境検知センサ523はCCDセンサで構成する。
第1及び第2の実施形態と同様に、常時起動しているフローセンサ511が周囲の空気流を検知すると、まず、CPU541に空気流の方向及び空気流速についてのデータを送信する。
次に、CPU541は、空気流の方向及び空気流速検知データから起動する周囲環境検知センサを選定し、選定したセンサに起動信号を送信する。同時に、空気流の方向及び空気流速検知データを、通信制御装置4を経て、外部装置2へと送信する。
従って、空気流速が小さい場合は、人の動きやドアや窓等の開閉がないため、CPU541は検知データの受信のみで、その他の動作をしない。
1 センサネットワーク
2 外部装置
3 通信回線
4 通信制御装置
5 センサ端末
441 CPU
452 記憶部
461 無線通信用IC
471 電源IC
472 有線
462 アンテナ
511、512 フローセンサ
521、522、523 周囲環境検知センサ
541 CPU
542 記憶部
561 無線通信用IC
57 バッテリー
582 アンテナ
5111 尾翼
5112 空気流
5113 エンコーダ
Claims (10)
- 周囲環境を検知する複数の周囲環境検知センサと、
前記周囲環境検知センサに比べ低消費電力で駆動し、周囲の空気流の方向及び流速の少なくともいずれか一方を検知データとして取得するフローセンサと、
前記検知データに応じて、前記周囲環境検知センサの起動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記検知データが所定値に対し変動した時に、当該検知データに基づいて起動させる前記周囲環境検知センサを選定することを特徴とするセンサ端末。 - 前記フローセンサは、前記周囲環境の変化に基づいて発電して駆動し、前記検知データを取得することを特徴とする請求項1に記載のセンサ端末。
- 前記フローセンサは、前記流速を検知するセンサと、前記方向を検知するセンサとを有することを特徴とする請求項1に記載のセンサ端末。
- 前記フローセンサは複数有り、
複数の前記フローセンサはそれぞれ異なる前記方向を検知するように設置されることを特徴とする請求項1に記載のセンサ端末。 - センサ端末と、通信制御装置とを備え、
前記センサ端末は、
センサ部と、
前記センサ部の動作を制御する制御部と、
前記センサ部の情報を送信する通信部とを備え、
前記センサ部は、
周囲環境を検知する複数の周囲環境検知センサと、
前記周囲環境検知センサに比べ低消費電力で駆動し、周囲の空気流の方向または流速の少なくともいずれか一方を検知データとして取得するフローセンサとを備え、
前記制御部は、
前記検知データに応じて、前記周囲環境検知センサの起動を制御し、
前記通信制御装置は、
前記センサ端末から送信された情報を受信し、
前記制御部は、
前記検知データが所定値に対し変動した時に、当該検知データに基づいて起動させる前記周囲環境検知センサを選定することを特徴とするセンサネットワークシステム。 - 前記フローセンサは、周囲の環境の変化に基づいて発電して駆動し、前記検知データを取得することを特徴とする請求項5に記載のセンサネットワークシステム。
- 前記フローセンサは、前記流速を検知するセンサと、前記方向を検知するセンサとを有することを特徴とする請求項5に記載のセンサネットワークシステム。
- 前記フローセンサは複数有り、
複数の前記フローセンサはそれぞれ異なる前記方向を検知するように設置されることを特徴とする請求項5に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記センサ部は複数あり、
複数の前記センサ部は、それぞれ固有の識別データを有し、
前記通信部は、前記センサ部の情報と共に、前記識別データを送信することを特徴とする請求項5に記載のセンサネットワークシステム。 - フローセンサが周囲の環境の変化に基づいて駆動し、周囲の空気流の方向及び流速を検知データとして取得する検知データ取得ステップと、
前記検知データに応じて、周囲環境を検知する複数の周囲環境検知センサに電力を供給し、周囲環境データを取得する周囲環境データ取得ステップと、
前記検知データ及び前記周囲環境データを外部へ送信する送信ステップと、を備え、
前記周囲環境データ取得ステップは、前記検知データが所定値に対し変動した時に、当該検知データに基づいて起動させる前記周囲環境検知センサを選定し、選定した周囲環境検知センサに電力を供給することを特徴とするセンサ端末制御方法。
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