JP4837389B2 - 複数点計測装置および複数点計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数点計測装置および複数点計測方法に関する。

たとえば、建物における振動の状況を検出するため、複数点に振動などの所定の物理量を計測するセンサを配置し、これらのセンサで振動などの物理量を同時に計測する計測システムがある。このような計測システムとして、たとえば特開２００４−１７３１２３号公報（特許文献１）に開示された多点計測情報収集システムがある。この多点計測情報収集システムは、複数の計測情報送信装置と収集装置とを備えている。計測情報送信装置は、物理量を計測する計測手段を有し、他の計測情報送信装置から送信される物理量を受信し、自らが計測した物理量と、送信された物理量とに基づいて、さらに他の計測情報送信装置に送信する。そして、最終的に複数の計測情報送信装置で計測された物理量を収集装置に収集して集計するものである。

また、この種の計測装置では、複数の物理量を集計する際、複数の計測手段で物理量を計測するにあたり、その計測時間の同期をとることが要求される。このように、計測時刻の同期を取る方法として、衛星やＧＰＳ（Global PositioningSystem）を用いて時刻同期を行う方法（特許文献２、特許文献３）がある。衛星やＧＰＳを用いた時刻同期の方法では、衛星やＧＰＳを用いて定期的に各計測装置に時刻信号を送信し、この時刻信号によって時刻同期を図るものである。

さらには、一斉同報（ブロードキャスト）による時刻同期を行う方法（たとえば非特許文献１、特許文献４）がある。上記文献に記載された一斉同報による時刻同期の方法では、一斉同報を用いて各計測装置に時刻同期パケットを送信し、この時刻同期パケットの時間を参照することにより時刻同期を図るものである。また、ＮＴＰ（Network Time Protocol）を用いて時刻同期を無線通信に応用した方法（特許文献５）もある。特許文献５に記載されたＮＴＰを用いた方法では、無線ＬＡＮ端末で受信した時刻標準信号をアクセスポイントが取得し、取得した時刻標準信号に基づいて、ＮＴＰサーバの時刻情報を更新するというものである。
特開２００４−１７３１２３号公報 特開２００３−８７１７５号公報 特開平８−１６３６２４号公報 特開２０００−１５１６４９号公報 特開２００５−９９８８６号公報 長井望、外３名「構造ヘルスモニタリング用ワイヤレスセンサに関する研究」、日本地震工学会論文集、２００３年、第３巻、第４号、ｐ１−１３

しかし、複数の計測手段で物理量を計測するにあたって上記の時刻同期を行う方法のうち、衛星やＧＰＳを用いた方法では、計測装置が建物内などの衛星電波の捕捉が困難な位置に配置されている場合には、適用することが困難となる。これに対して、ＧＰＳ信号を中継する方法もあるが、電波を受信するアンテナから中継装置を介して計測装置まで有線で接続する必要があることから、階数の大きい建物の地下などで時刻同期を行う場合には効率的ではない。

一方、一斉同報による時刻同期では、時刻同期タスクの実行までの待ち時間が問題となる。各計測装置（以下「ノード」という）が同期パケットを受信してからパケットを処理するタスク（プロトコルレイヤ）が起動し、同タスクから起動させる時刻同期タスクが実行されるまでの経過時間は、各ノードに搭載されたオペレーションシステム（以下「ＯＳ」という）におけるスケジューラの構成と、このスケジューラの待ち行列に登録されているタスクの負荷の度合いに依存する。このため、多数のタスクが待ち状態にある場合、パケット処理タスクおよび時刻同期タスクは、待ち行列の中で、実行権が与えられるまで待機する必要がある。１タスクに割り当てられる最大持ち時間は（タイムスロット）は、ＯＳの種類によって異なるが、非リアルタイムＯＳの場合、１０ｍｓｅｃ程度に達する場合がある。よって、たとえばロビンラウンド方式スケジューラの場合、タイムスロットをＴｓ秒、待ち行列中の待機タスクをＮとすると、最大Ｔｓ×Ｎ秒の待ち時間が発生する。ここで、問題なのは、待ち行列中の待機タスク数と各タスクの処理時間が不安定であることであることから、仮に２つのノードが同時に同期パケットを受け取ったとしても、時刻同期タスクの実行までの待ち時間に差が生じてしまうため、時刻の同期の差が生じることとなるという問題がある。

さらに、ブロードキャストによって時刻同期を行うためには、同期の対象となるすべてのノードが、通信可能範囲に入っていることが条件となる。たとえば、ノード（受信ノード）が他のノード（送信ノード）からの信号を受信する場合、送信ノードから電波の強度（受電電力）が必要最低限の大きさ以上であることが必要である。ここで、送信ノードから送信された電波が不到達となる受信ノードに対しては、中継用の計測装置（以下「中継ノード」という）を経由して同期パケットを転送することが考えられるが、中継ノードにおいては、上記のパケット処理の同期誤差に加え、無線によって、パケットを転送する際に遅延時間が発生する。

たとえば、無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１１（ａ，ｂ，ｇ）においては、リンク・アクセス制御プロトコルとしてＣＳＭＡ／ＣＡ（搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）を採用しており、各端末は通信路が一定時間以上継続して空いていることを確認してからデータを送信する。この待ち時間は最小限の時間にランダムな長さの時間を加えたもので、直前の通信があってから一定時間後に複数の端末が一斉に送信する事態を防止している。よって、中継ノードを経由したパケットの到達時間はランダムな待ち時間を含んだものとなり、同期誤差が生じるとともに、仮にすべてのノードが同時刻にセンサデータを送信したとしても、ホストに到達する時刻は相違が生じてしまうという問題があった。

そこで、本発明の課題は、複数の計測装置で物理量を計測するにあたり、各計測装置で物理量を計測する時刻を精度よく同期させることができる複数点計測装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る複数点計測装置は、所定の物理量を計測する物理量計測手段と、信号を送受信する送受信手段と、を備える計測装置が複数設けられ、複数の計測装置間で信号を送受信して、複数点における所定の物理量の計測を行う複数点計測装置であって、計測装置は、送受信手段における時刻を計測する第一タイマと、第一タイマと他の送受信手段における第一タイマとの間で時刻同期を行う時刻同期手段と、物理量計測手段による物理量の計測を行う第一時間間隔が設定され、第一時間間隔を計測する第二タイマと、第一タイマの時刻を参照し、第一タイマと第二タイマとの間における時間関係を調整する時間関係調整手段と、を有するものである。

本発明に係る複数点計測装置においては、複数の計測装置の送受信手段における時刻を計測するにあたって、送受信手段における時刻を計測する第一タイマを用いて、他の送受信手段との同期を図っている。このため、物理量の計測を行う時刻を計測する第二タイマでの時刻同期を必要としないので、たとえば計測装置に搭載されたＯＳのスケジューラやスケジューラの待ち行列に登録されているタスクの負荷の度合いによらず、時刻同期を図ることができる。また、第一タイマの時刻と第二タイマの時刻との間における時間関係を調整する時間関係調整手段が設けられていることにより、他の計測装置との間で同期を図った第一タイマの時刻を参照した第二タイマで計測された時刻で物理量の計測を行うことができる。したがって、複数の計測装置間で物理量を計測した時刻の同期を精度よく行うことができる。

なお、本発明における「時間調整」は、第二タイマの時間による計測を行う際に、第一タイマの時間を利用するものであり、たとえば、第一タイマの時間を参照し、第一タイマの時間を基準に第二タイマにおける計測を開始すること、第二タイマの時間を第一タイマの時間に一致させること、第一タイマの時間を第二タイマの時間として扱うことなどを含むものである。

ここで、時間関係調整手段は、第二時間間隔をおいて第一タイマで計測される時刻を参照し、第一時間間隔が経過するまでの時間が所定の時間内となったと計時された後、第二タイマによって、第一時間間隔が経過するまでの時間を計時する態様とすることができる。

このように、第二時間間隔をおいて第一タイマで計測される時刻を参照し、第一時間間隔が経過するまでの時間が所定の時間内となったと計時された後、第二タイマによって、第一時間間隔が経過するまでの時間を計時することにより、他の計測装置との間で時刻同期が図られていない第一タイマでの第一時間間隔の計測時間を短くすることができる。したがって、その分複数の計測装置における第一時間間隔の計測誤差を小さなものとすることができる。また、第一タイマに固体差がある場合でも、その個体差の影響を小さなものとすることができる。

また、第二時間間隔は、第一時間間隔よりも短く設定されている態様とすることができる。

このように、第二時間間隔が第一時間間隔よりも短く設定されていることにより、第一時間間隔が経過するまでの時間のうち、第二タイマで計測する時間を短くすることができるので、その分第一時間間隔の計測誤差を小さなものとすることができる。また、第一タイマに固体差がある場合でも、その個体差の影響を小さなものとすることができる。

さらに、第二時間間隔が、時間関係調整手段が第一タイマの時刻を参照してから物理量計測手段による計測を行うまでの計測待機時間に応じて、可変とされている態様とすることもできる。

このように、第二時間間隔が第一タイマの時刻を参照してから物理量計測手段による計測を行うまでの計測待機時間に応じて、可変とされていることにより、時間関係調整手段によって第一タイマの時刻を参照する回数を必要以上に多くすることなく、第二タイマでの計測時間を適切に短くすることができる。

また、時間関係調整手段が第二時間間隔をおいて続けて第一タイマの時刻を参照するにあたり、下記（１）式で示す可変係数ｎを算出し、可変係数が０である場合に、第二時間間隔を１／２とした値とし、可変係数ｎが１以上である場合に、第二時間間隔を、可変係数ｎを乗じた値に変更する態様とすることもできる。
ｎ＝floor［Ｔｒ／（１＋ｍ）ｄＴ］ ・・・（１）
ここで、Ｔｒ：計測待機時間
（１＋ｍ）：第一タイマに対する第二タイマの進行速度の比
ｄＴ：第二時間間隔
floor［ｘ］：ｘの正の０に近い整数部を返す関数

このように、上記（１）式を用いることにより、時間関係調整手段によって第一タイマの時刻を参照する回数を必要以上に多くすることなく、第二タイマでの計測時間をより確実に短くすることができる。

また、送受信手段は、第一タイマで計測された時刻を他の計測装置に送信し、時刻同期手段は、他の送受信手段から送信された時刻と第一タイマで計測された時刻とを比較して、他の送受信手段における第一タイマとの間で時刻同期を行う態様とすることができる。

このように、第一タイマで計測された時刻を他の計測装置に送信し、他の送受信手段から送信された時刻と第一タイマで計測された時刻とを比較して、他の送受信手段における第一タイマとの間で時刻同期を行うことにより、たとえば信号が直接届かない計測装置同士においても、他の計測装置を介して第一タイマの同期を行うことができる。したがって、すべての計測装置が信号可能な位置に配置されていない場合であっても、各計測装置間における第一タイマの時刻の同期を図ることができる。

また、時間関係調整手段は、物理量の計測時に第一タイマの時刻を参照して第一タイマにおける物理量の計測時刻を示す計測時刻情報を生成し、送受信手段は、時間関係調整手段で生成された計測時刻情報を送信する態様とすることができる。

このように、物理量の計測時に第一タイマの時刻を参照して第一タイマにおける物理量の計測時刻を示す計測時刻情報を生成し、この計測時刻情報を送信することにより、計測時刻情報を基準として、複数の物理量における計測タイミングの調整を図ることができる。

さらに、複数の計測装置は、物理量の情報と計測時刻情報とを一体化して物理量−時刻情報を生成する態様とすることができる。

このように、物理量の情報と計測時刻情報とを一体化して生成することにより、物理量が計測された時刻とその時刻を示す計測時刻情報とをまとめて送受信することができる。その結果、送受信量の削減を図ることができる。

さらに、複数の計測装置との間で信号の送受信を行う集計装置をさらに備え、計測装置における送受信手段は、物理量計測手段によって計測された物理量を集計装置に送信し、集計装置は、複数の計測装置から送信された物理量を受信する集計用受信装置と、集計用受信装置で受信した物理量に所定の演算処理を施す集計用演算装置と、を有する態様とすることもできる。

このように、集計装置を設けることにより、計測装置で計測された物理量を迅速に集計することができる。

また、上記課題を解決した本発明に係る計測装置は、上記複数点計測装置に用いられる計測装置であって、送受信手段における時刻を計測する第一タイマと、第一タイマと他の送受信手段における第一タイマとの間で時刻同期を行う時刻同期手段と、物理量計測手段による物理量の計測を行う第一時間間隔が設定され、第一時間間隔を計測する第二タイマと、所定の第二時間間隔をおいて第一タイマの時刻を参照し、第一タイマと第二タイマとの間における時間関係を調整する時間関係調整手段と、を有するものである。

さらに、上記課題を解決した本発明に係る集計装置は、上記の複数点計測装置に用いられる集計装置であって、計測装置から送信された物理量信号を受信するとともに、所定の信号を受信する集計用受信装置と、計測装置で受信した物理量信号に所定の演算処理を施す集計用演算装置と、を有するものである。

他方、上記課題を解決した本発明の係る複数点計測方法は、所定の物理量を計測する物理量計測手段と、信号を送受信する送受信手段と、を備える計測装置が複数設けられ、複数の計測装置間で信号を送受信して、複数点における所定の物理量の計測を行う複数点計測方法であって、送受信手段における時刻を第一タイマで計測し、時刻同期手段により、第一タイマと他の送受信手段における第一タイマとの間で時刻同期を行い、物理量計測手段による物理量の計測を行う第一時間間隔を第二タイマで計測し、時間関係調整手段によって第二時間間隔をおいて第一タイマの時刻を参照し、第一タイマと第二タイマとの間における時間関係を調整することを特徴とする。

ここで、複数の計測装置との間で信号の送受信を行う集計装置がさらに設けられ、計測装置における送受信手段は、物理量計測手段によって計測された物理量を集計装置に送信し、集計装置は、集計用受信装置によって、複数の計測装置から送信された物理量を受信し、集計用演算装置によって、集計用受信装置で受信した物理量に所定の演算処理を施す態様とすることができる。

本発明に係る複数点計測装置によれば、複数の計測装置で物理量を計測するにあたり、各計測装置で物理量を計測する時刻を精度よく同期させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る複数点計測装置の概念図、図２は、計測装置のブロック構成図、図３は、ある。

図１に示すように、本実施形態に係る複数点計測装置１は、建築物Ｓに設けられている。複数点計測装置１は、複数の計測装置である計測ノード２を備えている。これらの計測ノード２は、建築物Ｓの各フロアにおける隅部に適宜設置されている。また、最上階には集計装置であるホストコンピュータ３が設けられており、建築物Ｓの各フロアには、それぞれ中継装置４が設けられている。

図２に示すように、計測ノード２は、加速度センサ２１、Ａ／Ｄ変換装置２２、時間関係調整手段である中央処理装置（ＣＰＵ）２３、および送受信手段である無線装置２４を備えている。また、中央処理装置２３には、第二タイマであるＣＰＵ側タイマ２５が設けられており、無線装置２４には、第一タイマであるＷＬＡＮ（WirelessLocal Area Network）側タイマ２６および時刻同期手段２７が設けられている。

このＷＬＡＮ側タイマ２６は、無線装置２４のハードウェアレイヤ（物理層）における時刻を計測している。また、時刻同期手段２７は、他の計測ノード２との間におけるＷＬＡＮ側タイマ２６同士の時刻同期およびホストコンピュータ３における後に説明するＷＬＡＮ側タイマ３５との間での時刻同期を図っている。これらの時刻同期の手順については後に説明する。

加速度センサ２１は、建築物Ｓにおける計測ノード２の設置位置の振動を計測している。加速度センサ２１は、計測して得られた振動の波形をＡ／Ｄ変換装置２２に出力する。Ａ／Ｄ変換装置２２は、加速度センサ２１から出力された波形をデジタル変換し、中央処理装置２３に出力する。

中央処理装置２３は、ＣＰＵ側タイマ２５によって、加速度センサ２１で加速度を計測する本発明の第一時間間隔である時間間隔、本実施形態では１０ｍｓをサンプリング周期Ｔｓとして測定している。中央処理装置２３では、前回の計測時刻から１０ｍｓが経過し、加速度を計測する時刻となった際に、Ａ／Ｄ変換装置２２による加速度センサ２１での計測データのＡ／Ｄ変換、または加速度センサ２１からのデータ転送手続（以下「サンプリング」という）を開始する。また、中央処理装置２３では、無線装置２４におけるＷＬＡＮ側タイマ２６との間で時間調整を行っており、サンプリング周期Ｔｓは、実質的にＣＰＵ側タイマとＷＬＡＮ側タイマ２６とによって計測している。この時間調整については後に説明する。

さらに、中央処理装置２３では、加速度センサ２１で加速度を計測したときに、無線装置２４におけるＷＬＡＮ側タイマ２６を参照し、計測が行われた時刻であって、ＷＬＡＮ側タイマ２６で計測された時刻（タイムスタンプ）を確認する。中央処理装置２３では、計測が行われた時刻を示すタイムスタンプと、Ａ／Ｄ変換装置２２から出力された加速度センサ２１による計測から得られる波形とをデータ化（計測データ）し、波形とタイムスタンプと一体化した波形−時刻情報を含むパケットを生成する。

図４に示すように、中央処理装置２３において生成されたパケット４０は、計測ノード２の自らのアドレス４１、ホストコンピュータ３のアドレス４２、次の中継地のアドレス４３、計測ノードＩＤ４４、タイムスタンプ４５、および計測データ４６が記録されている。中央処理装置２３は、生成したパケットを無線装置２４に出力する。

無線装置２４は、中央処理装置２３から出力されたパケットをホストコンピュータ３に向けて出力する。このとき、ホストコンピュータ３に電波が届かない位置に配置されている計測ノード２では、電波が届く位置に配置された中継装置４にパケットを送信する。また、無線装置２４における時刻同期手段２７は、ランダムに設定された待ち時間をおいて、ＷＬＡＮ側タイマ２６が有するタイムスタンプを他の計測ノード２およびホストコンピュータ３に向けて送信する。ただし、待ち時間が経過する前に他の計測ノード２から時刻信号を受信した場合には、時刻信号の送信を中止する。こうして、複数の計測ノード２間におけるＷＬＡＮ側タイマ２６で計測される時間の同期が図られる。

ホストコンピュータ３は、図３に示すように、無線装置３１、中央処理装置３２、データ記録装置３３、および表示装置３４を備えている。また、無線装置３１には、ＷＬＡＮ側タイマ３５が設けられており、中央処理装置３２には、ＣＰＵ側タイマ３６が設けられている。さらに、無線装置３１には、時刻同期手段３７が設けられている。これらのＷＬＡＮ側タイマ３５、ＣＰＵ側タイマ３６、および時刻同期手段３７は、計測ノード２におけるＷＬＡＮ側タイマ２６、ＣＰＵ側タイマ２５、および時刻同期手段２７と同様の機能を有するものである。

無線装置３１は、計測ノード２または中継装置４から送信されるパケットを受信し、中央処理装置３２に出力する。また、無線装置３１における時刻同期手段３７は、ランダムに設定された待ち時間をおいて、ＷＬＡＮ側タイマ３５で計測された時刻を示す時刻信号を計測ノード２に向けて送信する。ただし、この待ち時間が経過する間に、計測ノード２から時刻信号を受信した場合には、時刻信号の送信を中止する。こうして、計測ノード２およびホストコンピュータ３間におけるＷＬＡＮ側タイマ２６，３５で計測される時間の同期が図られる。

中央処理装置３２は、無線装置３１で受信した計測ノード２から送信されたパケットに記録された情報に基づいて、複数の計測ノード２で計測された加速度から建築物Ｓの全体における振動発生状況を算出する。中央処理装置３２では、建築物Ｓの振動発生状況をデータ記録装置３３に記録するとともに、表示装置３４に表示する。

中継装置４は、同一フロアに設置された計測ノード２から送信されたパケットを受信し、他のフロアに設置された中継装置４に出力する。各フロアの中継装置４では、このように、受信したパケットを上のフロアの中継装置４に順次出力し、各フロアにおける計測ノード２で生成されたパケットは、最上階に設置された中継装置４にパケットを出力される。最上階に設置された中継装置４は、各フロアの中継装置４から出力されたパケットをホストコンピュータ３に送信する。

次に、本実施形態に係る複数点計測装置における建築物の振動状況の計測手順について説明する。本実施形態に係る複数点計測装置においては、計測ノード２およびホストコンピュータ３における時刻同期手段２７，３７によって複数の計測ノード２間で時刻同期を図り、同期された時刻を参照して、加速度センサ２１で計測される加速度の計測時刻の調整を図る。そこで、まず、複数の計測ノード２間での時刻同期について説明する。本実施形態では、複数の計測ノード２における時刻同期を実現するために、いわゆるアドホックネットワークを構築している。

たとえば、所定の基地局のアクセスポイントを設定し、この基地局のアクセスポイントを中心とするインフラストラクチャモードを用いて時刻同期を図ることにより、アクセスポイントと各計測ノード２とのＷＬＡＮ側タイマ２６は同期する。ところが、基地局の電波がいくつかの計測ノード２に到達しない場合には、基地局の電波を伝達する中継手段が必要となる。ここで、中継手段としてＷＤＳ（Wireless Distribution system）を導入して電波の中継を行うことも可能であるが、ＷＤＳを構成する各アクセスポイント間のタイマの時刻が同期しないことから、ネットワークを構成する全計測ノード２のＷＬＡＮ側タイマ２６の同期を図ることができないことになる。そこで、本実施形態では、アドホックネットワークを構築している。

アドホックネットワークでは、ホストコンピュータ３、各計測ノード２、および中継装置４は互いに対等の関係にある。このため、ホストコンピュータ３、計測ノード２、および中継装置４を含む各装置では、ＷＬＡＮ側タイマ２６で計測されたタイムスタンプを含むビーコンパケットを次の手順のもと、他の装置に送信する。

まず、ネットワークを開設した局、たとえばホストコンピュータ３がビーコン周期を決定する。このビーコン周期が経過した後、各計測ノード２およびホストコンピュータ３は、ビーコン以外のフレームを中断し、ランダムな待ち時間をそれぞれ設定し、待ち時間を減少する。待ち時間の減少を行っている間、他の計測ノード２またはホストコンピュータ３が発信したビーコンを受信した場合には、自身のビーコンの送信をキャンセルし、次のビーコン周期を待つ。このとき、受信したビーコンに基づいて、自身のタイムスタンプを修正する。また、他の計測ノード２またはホストコンピュータ３が発信したビーコンを受信することなく待ち時間が経過した場合には、自身のビーコンを送信する。こうして、複数の計測ノード２またはホストコンピュータ３から送信されるビーコンが他の計測ノード
２およびホストコンピュータ３に送信され、各計測ノード２およびホストコンピュータ３においてタイムスタンプの比較を行い、自身のＷＬＡＮ側タイマ２６を修正することにより、各計測ノード２およびホストコンピュータ３におけるＷＬＡＮ側タイマ２６，３５の同期が図られる。このように、複数の計測ノード２それぞれにおいて、無線装置２４の時刻の同期を図っているので、中央処理装置２３における時刻同期タスクの実行までの待ち時間やタスクの負荷の度合いによらず、またパケット送信の際の遅延時間も生じないので、高い精度での同期を可能とする。さらに、ＷＬＡＮ側タイマ２６，３５は、無線装置２４，３１におけるハードウェアレイヤにおいて時刻を計測し、ハードウェアレベルで時刻同期を図っている。このため、たとえばハードウェアレイヤよりも上位のプロトコル階層にあるネットワークレイヤやトランスポートレイヤでの時刻同期を図る場合と比較しても、より高い精度で時刻同期を図ることができる。

こうして、各計測ノード２およびホストコンピュータ３の間で時刻同期が図られたら、各計測ノード２の加速度センサ２１における加速度の計測タイミングを調整する。ここで、加速度センサ２１による計測を開始するにあたり、無線装置２４のＷＬＡＮ側タイマ２６におけるタイムスタンプ値があらかじめ決められた時刻を示すときに、中央処理装置２３に割り込みを発生し、サンプリングを開始させるようにすることもできる。ところが、中央処理装置２３に無線装置２４から割り込みを発生させるのは困難である。

そこで、計測ノード２では、中央処理装置２３が無線装置２４におけるＷＬＡＮ側タイマ２６のタイムスタンプ値を読み込むタイマ割り込みを行い、サンプリングを開始するまでの時間差を計算する。ここで計算された時間差をＣＰＵ側タイマ２５で計時し、時間差が経過した時点でサンプリングを開始する。

さらに説明すると、中央処理装置２３は、一定の時間間隔（本発明の第二時間間隔）をおいてＷＬＡＮ側タイマ２６の時刻を参照し、ＷＬＡＮ側タイマ２６のタイムスタンプ値を取得する。このタイムスタンプ値に基づいて、サンプリング周期が経過するまでの残り時間を算出する。この残り時間が所定の時間未満となった際に、ＣＰＵ側タイマ２５によるサンプリング周期の残り時間の計時を開始する。無線装置２４におけるＷＬＡＮ側タイマ２６は、他の計測ノード２との間での同期が図られていることから、中央処理装置２３が無線装置２４におけるＷＬＡＮ側タイマ２６のタイムスタンプ値を読み込み、サンプリング時刻を調整することにより、計測時刻の同期を精度よく行うことができる。ここでの所定時間とは、中央処理装置２３がＷＬＡＮ側タイマ２６の時刻を参照する時間間隔であり、サンプリング周期が経過するまでの残り時間が所定時間以上である場合には、ＣＰＵ側タイマ２５によるサンプリング周期の計時は開始しない。

また、中央処理装置２３は、サンプリングを行った時点で、再び無線装置２４におけるＷＬＡＮ側タイマ２６のタイムスタンプ値を読み込み、加速度センサ２１で計測した波形と、無線装置２４から読み込んだタイムスタンプ値とを一体化して波形−時刻情報を含む図４に示すパケットを生成する。それから、中央処理装置２３は、無線装置２４を介して波形−時刻情報をホストコンピュータ３に送信する。このように、波形と時刻情報とが同一パケット内に組み込まれているので、信号の量を少なくすることができるとともに、ホストコンピュータ３で解析を行う際に、その作業が容易とすることができる。

ところで、中央処理装置２３は、無線装置２４におけるＷＬＡＮ側タイマ２６との間の時間関係を調整するために、ＷＬＡＮ側タイマ２６のタイムスタンプ値を読み込むタイマ割り込みを行うが、タイマ割り込みは、たとえば第二時間間隔であるタイマ割り込み間隔ｄＴをおいて行われる。ここで、タイマ割り込み間隔ｄＴとサンプリング周期Ｔｓとを同間隔に設定した場合、ＣＰＵ側タイマ２５の進行速度がＷＬＡＮ側タイマ２６の進行速度よりも遅いと、サンプリング時刻は常に遅れてしまうことになる。

このサンプリング時刻の遅れを回避するために、タイマ割り込み間隔ｄＴは、サンプリング周期Ｔｓよりも短い時間に設定するのが好適となる。ここで、たとえば下記（２）式に示すように、ＷＬＡＮ側タイマ２６の進行速度がＣＰＵ側タイマ２５の進行速度の（１＋ｍ）倍である場合、下記（３）式の範囲でタイマ割り込み間隔ｄＴを設定することができる。

Ｓｐ（ＣＬＫ１）＝（１＋ｍ）Ｓｐ（ＣＬＫ２） ・・・（２）
ｄＴ＜Ｔｓ／（１＋ｍ） ・・・（３）
ここで、Ｓｐ（ＣＬＫ１）：ＷＬＡＮ側タイマ２６の進行速度
Ｓｐ（ＣＬＫ２）：ＣＰＵ側タイマ２５の進行速度

また、タイマ割り込みに関わるオーバーヘッドをＴ_Ｌｏｓｓとすると下記（３′）式の範囲内でタイマ割り込み間隔を設定することもできる。

Ｔ_Ｌｏｓｓ＜ｄＴ＜Ｔｓ／（１＋ｍ） ・・・（３′）

本実施形態では、具体的に、タイマ割り込み間隔ｄＴを１ｍｓに設定する。このように、タイマ割り込み間隔ｄＴをサンプリング周期Ｔｓよりも短く設定することにより、サンプリング時刻の遅れを好適に回避することができる。

以下、図５に示すフローチャートに沿って、各計測ノード２における処理を説明する。

計測ノード２では、まず、中央処理装置２３におけるタイマ割り込み間隔ｄＴを１ｍｓ間隔に設定する（Ｓ１）。タイマ割り込み間隔ｄＴの設定により、中央処理装置２３は、１ｍｓごとに無線装置２４におけるＷＬＡＮ側タイマ２６の時刻を読み込むことになる。タイマ割り込み間隔を設定したら、中央処理装置２３は、タイマ割り込みが発生するまでの間待機する（Ｓ２）。そして、タイマ割り込み間隔が経過したら、中央処理装置２３は、タイマ割り込みを行ってＷＬＡＮ側タイマ２６の値であるＷＬＡＮ側タイマ時間Ｔ（ｋ）を読み込む（Ｓ３）。

続いて、サンプリング予定時刻までの時間（以下「計測待機時間」という）Ｔｒを求める。計測待機時間Ｔｒは、下記（４）式で求めることができる。

Ｔｒ＝Ｔｆ＋Ｔｓ−Ｔ（ｋ） ・・・（４）
ここで、Ｔｆ：前回のサンプリング時刻

そして、計測待機時間Ｔｒが１ｍｓ未満であるか否かを判断する（Ｓ４）。その結果、計測待機時間Ｔｒが１ｍｓ未満ではないと判断した場合には、ステップＳ２に戻り、再びタイマ割り込み発生まで待機する。一方、計測待機時間Ｔｒが１ｍｓ未満であると判断した場合には、計測待機時間Ｔｒの間、待機する（Ｓ５）。その後、加速度センサ２１による加速度の計測を実施する（Ｓ６）。このとき、中央処理装置２３は、ＷＬＡＮ側タイマ２６を参照し、サンプリングを開始した時刻をタイムスタンプ値として取得する。

加速度センサ２１による計測を行ったら、計測終了条件を満たすか否かを判断する（Ｓ７）。ここでの計測終了条件は、任意に設定することができる。たとえば、計測を継続する時間を予め設定しておき、その継続時間が経過することを計測終了条件とすることができるし、計測された物理量（加速度）の絶対値が基準値以下となった場合を計測終了条件とすることができる。

その結果、計測終了条件を満たすと判断した場合には、処理を終了する。一方、計測終了条件を満たしていないと判断した場合には、ステップＳ２に戻り、割り込み発生まで待機する。

このように、計測ノード２において、加速度センサ２１による計測を行ったら、事前に確保したデータ保存用バッファ領域に加速度センサ２１によって計測されたセンサデータとこのセンサデータを得るための計測を開始した時刻を示すタイムスタンプ値を保存する。そして、一定時間加速度センサ２１による計測を行い。センサデータおよびタイムスタンプ値が複数保存されたら、図４に示すパケットを複数生成し、無線装置２４を介してホストコンピュータ３に送信する。

また、このようなデータ保存用バッファ領域を確保していない場合には、加速度センサ２１による計測を行ったら、計測によって得られたセンサデータを保存することなく、図４に示すパケットを生成し、ホストコンピュータ３に送信する態様とすることもできる。

アドホックネットワークでは、ホストコンピュータ３にパケットを送信するにあたり、パケットを中継するために、各計測ノード２は、他の計測ノード２から自身宛に届くパケットを常に監視し、他の計測ノード２からのパケットを受信した場合には、次の中継地アドレスを自身のアドレスに書き換えて送信する。また、パケットにおける送信ヘッダにシリアルナンバを付与し、受信パケットのシリアルナンバに抜けが生じた場合には、再送処理を行うこともできる。このような再送処理を行うことにより、通信路の品質が良くない場合でも安定した通信を行うことができ、パケットロスを防止することができる。

こうして、各計測ノード２で計測されたデータがホストコンピュータ３に送信されたら、ホストコンピュータ３では、各計測ノード２から届いたパケットに付与されたセンサデータを集計する。センサデータの集計にあたり、各計測ノード２から届いたパケットに記録された送信元の計測ノード２のＩＤをチェックする。ここで、複数の計測ノード２から到達するパケットは、無線による通信遅延や再送処理のため、センサデータが計測された順番とパケットが到達した順番とは一致していない場合がある。そこで、ホストコンピュータ３では、各パケットに記されたタイムスタンプをチェックする。そして、計測データがタイムスタンプの順序となるように各パケットに記された計測データを並べ替えてデータ記録装置３３に記録する。

たとえば、図６に示すように、Ａ地点における第一計測ノード２Ａで計測された加速度の波形Ｗ１が記された第一パケットＰ１と、Ｂ地点における第二計測ノード２Ｂで計測された加速度の波形Ｗ２が記された第二パケットＰ２がホストコンピュータ３に送信されたとする。ここで、第一パケットＰ１には、第一タイムスタンプＴ１が記されており、第二パケットＰ２には、第二タイムスタンプＴ２が記されている。ホストコンピュータ３では、パケットＰ１，Ｐ２に記されたタイムスタンプＴ１，Ｔ２を参照して、波形Ｗ１，Ｗ２の時刻を修正し、波形Ｗ１，Ｗ２の遅延変動を補償する。

このように、本実施形態に係る複数点計測装置においては、複数の計測ノード２における各加速度センサ２１で加速度を計測するサンプリング周期を計時するにあたり、中央処理装置２３において、無線装置２４に設けられたＷＬＡＮ側タイマ２６の時刻を参照している。ここで、ＷＬＡＮ側タイマ２６は、複数の計測ノード２におけるＷＬＡＮ側タイマ２６間で同期を取っているので、時刻同期タスクの実行までの待ち時間の差等による時刻の同期の差が生じないようにすることができる。また、中央処理装置２３に設けられたＣＰＵ側タイマ２５による時刻の計測は、ＷＬＡＮ側タイマ２６によって計測されるサンプリング周期まで１ｍｓ未満となった後に行われるので、ＣＰＵ側タイマ２５による計測時間を短くすることができる。したがって、その分他の計測ノード２との間で時刻同期が図られていないＣＰＵ側タイマ２５でのサンプリング周期の計測時間を短くすることができる。したがって、その分複数の計測ノード２間におけるサンプリング周期の計測誤差を小さなものとすることができる。また、通常、ＣＰＵ側タイマ２５には固体差があるが、本実施形態に係る複数点計測装置によれば、その個体差の影響を小さなものとすることができる。

ここまで、中央処理装置２３がＷＬＡＮ側タイマ２６の時刻を参照する時間間隔（タイマ割り込み間隔ｄＴ）が一定である場合について説明したが、タイマ割り込み間隔ｄＴを可変とすることもできる。このタイマ割り込み間隔ｄＴを可変とする場合について説明する。図７は、可変であるタイマ割り込み間隔ｄＴを決定する手順を示すフローチャートである。

図７に示すように、計測ノード２では、まず計測待機時間Ｔｒ_ｋおよびタイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋの初期値（ｋ＝１）を設定する（Ｓ１１）。初期値としての計測待機時間Ｔｒ_ｋは、まずＷＬＡＮ側タイマ２６の時刻を参照し、上記（４）式におけるＴｒを求める。この上記（４）式における計測待機時間Ｔｒを初期値としての計測待機時間Ｔｒ_ｋとする。また、初期値としてのタイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋは、ｄＴ_ｋ＞ｄＴ_ｍｉｎとなる任意の値を設定する。こうして計測待機時間Ｔｒ_ｋおよびタイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋの初期値を設定したら、計測待機時間Ｔｒ_ｋがタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎの２（１＋ｍ）倍以下であるか否かを判断する（Ｓ１２）。タイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎは、タイマ割り込みに関わるオーバーヘッドであるＴ_Ｌｏｓｓに図７に示すフローチャートの実行に相当する時間を加算した値とする。また、（１＋ｍ）は、第一タイマに対する第二タイマの進行速度の比であり、「ｍ」は、定数ではなく、温度等の外的要因によって変動する値である。このため、第一タイマに対する第二タイマの進行速度の比（１＋ｍ）の値は、タイマ割り込みを行う際に、その都度求められる。このように、タイマ割り込みの度に第一タイマに対する第二タイマの進行速度の比（１＋ｍ）を求めることにより、タイマ割り込み間隔ｄＴを精度よく求めることができる。

その結果、計測待機時間Ｔｒ_ｋがタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎの２（１＋ｍ）倍以下であると判断した場合には、ｄＴ_ｋ＝Ｔｒ_ｋとする（Ｓ２３）。その後、タイマ割り込み間隔の経過を待ってから（Ｓ２５）処理を終了し、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋ（＝Ｔｒ_ｋ）が経過した後、加速度センサ２１による計測を行う。一方、計測待機時間Ｔｒ_ｋがタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎの２（１＋ｍ）倍以下でない（タイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎの２（１＋ｍ）倍を超える）と判断した場合には、下記（１）式による計算を行い、可変係数ｎ_ｋを求める（Ｓ１３）。

ｎ_ｋ＝floor［Ｔｒ_ｋ／（１＋ｍ）ｄＴ_ｋ］ ・・・（１）
ここで、（１＋ｍ）：第一タイマに対する第二タイマの進行速度の比
ｄＴ：タイマ割り込み間隔
floor［ｘ］：ｘの正の０に近い整数部を返す関数

それから、上記（１）式で求められた可変係数ｎ_ｋが１以上であるか否かを判断する（Ｓ１４）。その結果、可変係数ｎ_ｋが１以上でない（１より小さい）と判断した場合には、次のタイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋを半減し（Ｓ２４）、ステップＳ１３に戻る。一方、可変係数ｎ_ｋが１以上であると判断した場合には、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋに可変係数ｎ_ｋを乗じたｎ_ｋｄＴ_ｋにさらに第一タイマに対する第二タイマの進行速度の比（１＋ｍ）を乗じた値（１＋ｍ）ｎ_ｋｄＴ_ｋを計測待機時間Ｔｒ_ｋから減じた値であるＴｒ_ｋ−（１＋ｍ）ｎ_ｋｄＴ_ｋ（以下「割り込み間隔判断基準値」という）がタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎより大きいか否かを判断する（Ｓ１５）。

その結果、割り込み間隔判断基準値Ｔｒ_ｋ−（１＋ｍ）ｎ_ｋｄＴ_ｋがタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎより大きいと判断した場合には、ｄＴ_ｋ＝ｎ_ｋｄＴ_ｋとする（Ｓ１６）。このときには、まだ加速度センサ２１による計測まで時間があるので、再びステップ１１に戻り、次回のタイマ割り込み間隔を決定する。その前に、ｄＴ_ｋ＝ｎ_ｋｄＴ_ｋとしたら、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋ（＝ｎ_ｋｄＴ_ｋ）の経過を待ち（Ｓ１７）、計測回数カウンタを１アップする（Ｓ１８）。その後、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１１では、２回目のフローに用いる計測待機時間Ｔｒ_ｋおよびタイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋ（ともにＫ＝２）を求める。ここでは、ＷＬＡＮ側タイマ２６の時刻を参照して、（４）式を用いて計測待機時間Ｔｒを求め、この計測待機時間Ｔｒを２回目のフローにおける計測待機時間Ｔｒ_ｋとして設定する。また、２回目のフローに用いるタイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋは、前回のフローにおけるステップＳ１６で設定したタイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋ（ｋ＝１）を用いる。このように、可変係数ｎ_ｋが１以上である場合に、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋを、１より大きい可変係数ｎ_ｋを乗じたｎ_ｋｄＴ_ｋに変更することにより、タイマ割り込み間隔の負荷が軽減される。

一方、ステップＳ１５において、割り込み間隔判断基準値Ｔｒ_ｋ−（１＋ｍ）ｎ_ｋｄＴ_ｋがタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎより大きくない（タイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎ以下である）と判断した場合には、可変係数ｎ_ｋが１であるか否かを判断する（Ｓ１９）。可変係数ｎ_ｋは１以上の整数であることから、実質的に、可変係数ｎ_ｋが２以上であるか否かを判断していることになる。

その結果、可変係数ｎ_ｋが１でないと判断した場合には、可変係数ｎ_ｋから１を減じて（Ｓ２０）、ステップＳ１５に戻る。以後、ステップＳ１４の条件を満たすまで、ステップＳ１５、Ｓ１９、Ｓ２０を繰り返す。一方、可変係数ｎ_ｋが１であると判断した場合には、可変係数ｎ_ｋを減じると不具合が生じることから、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋがタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎの２倍未満であるか否かを判断する（Ｓ２１）。その結果、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋがタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎの２倍未満でない（タイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎの２倍以上である）と判断した場合には、ステップＳ２４に進み、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋを半減して、ステップＳ１２に戻る。また、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋがタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎの２倍未満であると判断した場合には、ｄＴ_ｋ＝Ｔｒ_ｋとする（Ｓ２２）。その後、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋ（＝Ｔｒ_ｋ）の経過を待ち（Ｓ２５）、処理を終了して加速度センサ２１による計測を行う。

このようにして、タイマ割り込み間隔ｄＴを決定することができる。こうしてタイマ割り込み間隔ｄＴを決定した場合、可変係数ｎ_ｋが１より大きい場合に、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋを、可変係数ｎ_ｋを乗じたｎ_ｋｄＴ_ｋに変更しているので、タイマ割り込み間隔の負荷を軽減することができる。また、タイマ割り込み間隔ｄＴをタイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎ以上としていることから、ＣＰＵ側タイマ２５による計時時間が長くなりすぎないようにすることができる。

以下、図７に示すフローチャートによってタイマ割り込み間隔ｄＴを決定する具体例について説明する。いま、諸数値の設定例として、計測待機時間Ｔｒ＝９．４５ｍｓ、タイマ割り込み間隔初期値ｄＴ_１＝５ｍｓ、タイマ割り込み間隔の最小値ｄＴ_ｍｉｎ＝１ｍｓ、ＷＬＡＮ側タイマ２６の進行速度に対するＣＰＵ側タイマ２５の進行速度の比（１＋ｍ）＝１．０１とする。

この場合、１回目のフローにおけるステップＳ１２に示す式に各数値を代入すると、９．４５＞２×１．０１×１＝２．０２であり、ステップＳ１２の条件を満たさないので、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、可変係数ｎ_１は、floor［９．４５／５．０５］＝１と算出され、ステップＳ１４の条件を満たすので、ステップＳ１５に進む。また、ステップＳ１５に各数値を代入すると、９．４５−１．０１×１×５＞１となり、ステップＳ１５の条件を満たす。したがって、ステップＳ１６に進み、タイマ割り込み間隔ｄＴ_１は、タイマ割り込み間隔ｄＴ_１に可変係数ｎ_１を乗じた値５ｍｓと設定される。

続いて、２回目のフローとして、計測待機時間Ｔｒ_２は、１回目のフローから５．０５ｍｓが経過した時間（Ｔｒ＝９．４５−５．０５＝４．４ｍｓ）となる。２回目のタイマ割り込み間隔の初期値ｄＴ_２は５ｍｓである。２回目のフローでは、ステップＳ１２に示す式に各数値を代入すると、４．４＞２×１．０１×１＝２．２であり、ステップＳ１２の条件を満たさないので、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、可変係数ｎ_２は、floor［４．４／５．０５］＝０と算出される。この場合、可変係数ｎ_２≧１でなくステップＳ１４の条件を満たさないので、ステップＳ１４からステップＳ２４に進み、タイマ割り込み間隔ｄＴ_２を半減し、タイマ割り込み間隔ｄＴ_２＝２．５ｍｓとしてステップＳ１３に戻る。ここで、ステップＳ１３における可変係数ｎ_２は、floor［４．４／２．５２５］＝１と算出され、ステップＳ１４の条件を満たす。また、タイマ割り込み間隔ｄＴ_２は、２．５ｍｓであり、ステップＳ１５に示す式に各数値を代入すると、４．４−１．０１×１×２．５＝１．８７５＞１でありステップＳ１５の条件を満たす。したがって、ステップＳ１６に進み、タイマ割り込み間隔ｄＴ_２は、２．５ｍｓと設定される。

さらに３回目のフローとして、計測待機時間Ｔｒ_３は、２回目のフローから２．５２５ｍｓが経過した時間（Ｔｒ＝４．０４−２．５２５＝１．８７５ｍｓ）となる。３回目のタイマ割り込み間隔の初期値ｄＴ_３は２．５ｍｓである。３回目のフローでは、ステップＳ１２に示す式に各数値を代入すると、１．８７５≦２．５となり、ステップＳ１２の条件を満たす。したがって、ステップＳ２３に進み、タイマ割り込み間隔ｄＴ_２は、１．８７５ｍｓと設定される。

ここで、たとえば上記具体例に対応し、計測待機時間Ｔｒ＝９．４５ｍｓであり、タイマ割り込み間隔初期値ｄＴ_０＝５ｍｓに固定されていた場合、ＣＰＵ側タイマ２５による計測時間は９．４５−５＝４．４５ｍｓと長くなってしまうのに対して、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋを可変とした場合には、ＣＰＵ側タイマ２５での計測時間は９．４５−５−２．５−１．８７５＝０．１２５ｍｓと短いものとなった。したがって、ＣＰＵ側タイマ２５による計測時間の短縮を図ることができ、その分測定誤差を小さなものとすることができる。

また、たとえばタイマ割り込み間隔ｄＴを０．５ｍｓなど非常に短く設定した場合には、ＣＰＵ側タイマ２５による計測時間は０．５ｍｓ未満となるので、ＣＰＵ側タイマ２５による計測時間の短縮を図ることはできる。ところが、この場合、計測待機時間Ｔｒ＝９．４５ｍｓの経過まで、中央処理装置２３は、１８回ものＷＬＡＮ側タイマ２６の時刻を参照する必要があり、非常に計測に負荷が掛かってしまう。

これに対して、タイマ割り込み間隔ｄＴ_ｋを可変とすることより、中央処理装置２３によるＷＬＡＮ側タイマ２６の参照回数が少なく、上記具体例では４回となる。このように、中央処理装置２３によるＷＬＡＮ側タイマ２６参照回数を少なくながらも、ＣＰＵ側タイマ２５による計測時間の短縮を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、物理量として加速度を検出しているが、その他の物理量、たとえば温度、湿度など適宜の物理量の検出に用いることができる。また、上記実施形態では、計測ノード２とホストコンピュータ３の各無線装置２４，３１において、時刻同期を図っているが、計測ノード２のみで時刻同期を図る態様とすることもできる。さらに、絶対時刻が必要であるときには、ホストコンピュータの無線装置３１またはいずれかの計測ノード２の無線装置２４において、ＧＰＳ等から絶対時刻を取得し、この時刻を用いることができる。また、複数の計測ノード２でＧＰＳ等から絶対時刻を取得する態様とすることもできる。さらに、ＷＬＡＮ側タイマ２６，３５は、無線装置２４，３１のハードウェアレイヤにおける時刻を計測しているが、ハードウェアレイヤよりも上位のプロトコル階層にあるネットワークレイヤやトランスポートレイヤでの時刻同期を図る態様とすることもできる。

本発明の実施形態に係る複数点計測装置の概念図である。 計測装置のブロック構成図である。 集計装置のブロック構成図でである。 パケットの構成を示す図である。 計測ノードにおける処理手順を示すフローチャートである。 計測ノードと集計装置との間でのデータの送信状態を示す概念図である。 可変であるタイマ割り込み間隔を決定する手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…複数点計測装置
２…計測ノード
３…ホストコンピュータ
４…中継装置
２１…加速度センサ
２２…変換装置
２３，３２…中央処理装置
２４，３１…無線装置
２５，３６…ＣＰＵ側タイマ
２６，３５…ＷＬＡＮ側タイマ
３３…データ記録装置
３４…表示装置
３５…ＷＬＡＮ側タイマ
４０…パケット
ｄＴ…割り込み間隔（第二時間間隔）
Ｐ１…第一パケット
Ｐ２…第二パケット
Ｓ…建築物
Ｔ１…第一タイムスタンプ
Ｔ２…第二タイムスタンプ
Ｔｓ…サンプリング周期（第一時間間隔）
Ｔｒ…計測待機時間

Claims (13)

1. 所定の物理量を計測する物理量計測手段と、信号を送受信する送受信手段と、を備える計測装置が複数設けられ、前記複数の計測装置間で信号を送受信して、複数点における前記所定の物理量の計測を行う複数点計測装置であって、
   前記計測装置は、
   前記送受信手段における時刻を計測する第一タイマと、
   前記第一タイマと前記他の送受信手段における第一タイマとの間で時刻同期を行う時刻同期手段と、
   前記物理量計測手段による物理量の計測を行う第一時間間隔が設定され、前記第一時間間隔を計測する第二タイマと、
   前記第一タイマの時刻を参照し、前記第一タイマと前記第二タイマとの間における時間関係を調整する時間関係調整手段と、
   を有することを特徴とする複数点計測装置。
2. 前記時間関係調整手段は、第二時間間隔をおいて前記第一タイマで計測される時刻を参照し、
   前記第一時間間隔が経過するまでの時間が所定の時間内となったと計時された後、前記第二タイマによって、前記第一時間間隔が経過するまでの時間を計時する請求項１に記載の複数点計測装置。
3. 前記第二時間間隔は、前記第一時間間隔よりも短く設定されている請求項２に記載の複数点計測装置。
4. 前記第二時間間隔が、前記時間関係調整手段が前記第一タイマの時刻を参照してから前記物理量計測手段による計測を行うまでの計測待機時間に応じて、可変とされている請求項３に記載の複数点計測装置。
5. 前記時間関係調整手段が前記第二時間間隔をおいて続けて前記第一タイマの時刻を参照するにあたり、
   下記（１）式で示す可変係数ｎを算出し、
   前記可変係数が０である場合に、前記第二時間間隔を１／２とした値とし、
   前記可変係数ｎが１以上である場合に、前記第二時間間隔を、前記可変係数ｎを乗じた値に変更する請求項４に記載の複数点計測装置。
   ｎ＝floor［Ｔｒ／（１＋ｍ）ｄＴ］ ・・・（１）
   ここで、Ｔｒ：計測待機時間
   （１＋ｍ）：第一タイマに対する第二タイマの進行速度の比
   ｄＴ：第二時間間隔
   floor［ｘ］：ｘの正の０に近い整数部を返す関数
6. 前記送受信手段は、前記第一タイマで計測された時刻を他の計測装置に送信し、
   前記時刻同期手段は、前記他の送受信手段から送信された時刻と前記第一タイマで計測された時刻とを比較して、前記他の送受信手段における第一タイマとの間で時刻同期を行う請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の複数点計測装置。
7. 前記時間関係調整手段は、前記物理量の計測時に前記第一タイマの時刻を参照して前記第一タイマにおける前記物理量の計測時刻を示す計測時刻情報を生成し、
   前記送受信手段は、前記時間関係調整手段で生成された前記計測時刻情報を送信する請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の複数点計測装置。
8. 前記複数の計測装置は、前記物理量の情報と前記計測時刻情報とを一体化して物理量−計測時刻情報を生成する請求項７に記載の複数点計測装置。
9. 前記複数の計測装置との間で信号の送受信を行う集計装置をさらに備え、
   前記計測装置における送受信手段は、
   前記物理量計測手段によって計測された物理量を前記集計装置に送信し、
   前記集計装置は、
   前記複数の計測装置から送信された前記物理量を受信する集計用受信装置と、
   前記集計用受信装置で受信した物理量に所定の演算処理を施す集計用演算装置と、
   を有する請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項に記載の複数点計測装置。
10. 請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項に記載の複数点計測装置に用いられる計測装置であって、
    前記送受信手段における時刻を計測する第一タイマと、
    前記第一タイマと前記他の送受信手段における第一タイマとの間で時刻同期を行う時刻同期手段と、
    前記物理量計測手段による物理量の計測を行う第一時間間隔が設定され、前記第一時間間隔を計測する第二タイマと、
    所定の第二時間間隔をおいて前記第一タイマの時刻を参照し、前記第一タイマと前記第二タイマとの間における時間関係を調整する時間関係調整手段と、
    を有することを特徴とする計測装置。
11. 請求項９に記載の複数点計測装置に用いられる集計装置であって、
    前記計測装置から送信された前記物理量信号を受信するとともに、所定の信号を受信する集計用受信装置と、
    前記計測装置で受信した物理量信号に所定の演算処理を施す集計用演算装置と、
    を有することを特徴とする集計装置。
12. 所定の物理量を計測する物理量計測手段と、信号を送受信する送受信手段と、を備える計測装置が複数設けられ、前記複数の計測装置間で信号を送受信して、複数点における前記所定の物理量の計測を行う複数点計測方法であって、
    前記送受信手段における時刻を第一タイマで計測し、
    時刻同期手段により、前記第一タイマと前記他の送受信手段における第一タイマとの間で時刻同期を行い、
    前記物理量計測手段による物理量の計測を行う第一時間間隔を第二タイマで計測し、
    時間関係調整手段によって第二時間間隔をおいて前記第一タイマの時刻を参照し、前記第一タイマと前記第二タイマとの間における時間関係を調整する、
    ことを特徴とする複数点計測方法。
13. 前記複数の計測装置との間で信号の送受信を行う集計装置がさらに設けられ、
    前記計測装置における送受信手段は、
    前記物理量計測手段によって計測された物理量を前記集計装置に送信し、
    前記集計装置は、
    集計用受信装置によって、前記複数の計測装置から送信された前記物理量を受信し、
    集計用演算装置によって、前記集計用受信装置で受信した物理量に所定の演算処理を施す、
    請求項１２に記載の複数点計測方法。

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