JP5722720B2 - センサノード、機器監視システム、および、電池残量低下報知方法 - Google Patents

Description

本発明は、センサノードを使用した機器の監視技術に関する。

工場における機器の各々の動作状態を監視する監視システムとして、センサを備えた無線端末としてのセンサノードを使用したシステムが知られている（例えば、下記特許文献１，２）。かかる監視システムでは、例えば、振動センサを備えたセンサノードを回転系機器に取り付ける。センサノードは、振動センサで測定したデータを無線通信によって監視装置に送信する。監視員は、監視装置に送信された測定データに基づいて、回転機器の異常の有無を監視することができる。

かかる監視システムでは、測定データが機器の異常を示す場合、監視員は、機器の設置場所に移動して、異常が生じた機器の動作状態の確認や、必要に応じた調整、修理などを行うこととなる。しかしながら、監視員が工場内の機器配置を詳細まで正確に把握していない場合、点検を行うべき機器の場所を特定するのに監視員が苦労する可能性がある。また、工場では、同種の機器が多数設置されることがある。例えば、下水処理場では、水処理設備が複数の系列で構成され、同一機種、同一能力のポンプが多数並んで配置されることがある。あるいは、機器の管理上の利便性を向上させるために、類似の機器が集約的に配置されることがある。かかる状況では、監視員は、点検を行うべき機器が、いずれの機器であるかを特定することは、必ずしも容易ではなかった。

また、センサノードの電源として電池が使用されることがある（例えば、下記特許文献１）。かかるセンサノードでは、電池の残量がなくなる電池切れが生じた場合に、電池の交換が必要になる。電池切れは、センサノードが、測定データを監視装置に送信しなくなったことで把握できる。しかし、その後に電池を交換したのでは、電池切れが生じてから、電池が交換されるまでの間に機器に異常が生じても、その異常を監視装置側で把握できない。そのため、適正な機器監視ができなくなるおそれがあった。しかも、監視員が電池切れに気付き、機器の設置場所で電池を交換しようとしても、上述した異常が生じた機器と同様に、電池を交換すべき機器の特定が困難となる場合があった。

特開２０１０−４９５８４号公報 特開２００８−２３２９３４号公報

上述の問題の少なくとも一部を踏まえ、本発明が解決しようとする課題は、センサノードを用いた監視システムの利便性を向上させることである。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
本発明の第１の形態は、機器の監視を行うための複数のセンサノードのうちの一のセンサノードであって、
前記機器の動作状態を反映する物理量を測定するセンサと、
前記センサでの測定結果に基づく情報を記憶する記憶部と、
前記センサでの測定結果に基づく情報を、所定のタイミングで無線通信によって監視装置に送信する無線通信部と、
前記センサノードの電源としての電池を収容する電池収容部と、
前記電池の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記検出した電圧値が所定値以下となった場合に、継続的に発光して、前記センサノードの位置を報知する発光部と
を備え、
前記無線通信部は、前記検出した電圧値が所定値以下となった場合に、前記所定のタイミングにかかわらず、該電圧値、または、該電圧値が前記所定値以下となったことを表す情報と、前記記憶部に記憶された前記監視装置に未送信の前記測定結果に基づく情報とを、前記監視装置に送信し、以降の無線通信を停止させる
センサノードである。

［適用例１］機器の監視を行うためのセンサノードであって、
前記機器の動作状態を反映する物理量を測定するセンサと、
前記センサでの測定結果に基づく情報を無線通信によって監視装置に送信する無線通信部と、
前記センサノードの電源としての電池を収容する電池収容部と、
前記電池の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記検出した電圧値が所定値以下となった場合に、継続的に発光して、前記センサノードの位置を報知する発光部と
を備えたセンサノード。

かかる構成のセンサノードによれば、電圧値が所定値以下に低下した場合に、発光部が継続的に発光するので、機器の設置現場を見回る監視員は、電池の残量が残りわずかであることに気付くことができる。したがって、監視員は、電池の残量がなくなるまでに、電池を交換できる。このため、電池の残量がなくなることに起因して、センサノードから監視装置への測定結果に基づく情報の送信が欠落することを抑制できる。その結果、機器の監視を好適に行うことができ、利便性が向上する。なお、継続的な発光とは、断続的な発光を含む。

［適用例２］適用例１記載のセンサノードであって、前記センサノードの動作を制御する制御部を備え、前記制御部は、所定の時刻に、または、所定の周期で、前記センサに前記電源を供給し、前記センサによる測定が行われた後に、前記センサへの前記電源の供給を停止する第１の制御と、前記無線通信部に前記電源を供給し、前記センサによる測定が行われ、該測定の後に、前記無線通信部による前記測定結果に基づく情報の送信が行われた後に、前記無線通信部への電源の供給を停止する第２の制御とのうちの少なくとも一方の制御を行うセンサノード。

かかる構成のセンサノードによれば、測定や測定結果に基づく情報の送信の必要のない時間においては、必要のない処理に対応する部位に電源を供給しないので、センサノードの消費電力を抑え、電池を延命化できる。その結果、維持管理費用を低減できるとともに、電池の交換頻度を低減できるので、利便性が向上する。

［適用例３］前記無線通信部は、前記検出した電圧値が所定値以下となった場合に、該電圧値、または、該電圧値が前記所定値以下となったことを表す情報を前記監視装置に送信する適用例１または適用例２記載のセンサノード。

かかる構成のセンサノードによれば、電池の残量が残りわずかであることを、監視装置側で即座に把握できる。したがって、監視員が、機器の設置現場に移動して、速やかに電池交換を行えば、電池の残量がなくなることに起因して、センサノードから監視装置への測定結果に基づく情報の送信が欠落することを確実に防止できる。その結果、機器の監視を確実に行うことができ、利便性が向上する。しかも、監視装置側で電池の残量が残りわずかであることを把握し、監視員が機器の設置現場に移動した場合に、同種または同類の機器が集約的に配置されていても、発光部の発光によって、いずれの機器に取り付けられたセンサノードの電池の残量が残りわずかであるのかを容易に把握でき、利便性が向上する。

［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれか記載のセンサノードであって、前記センサでの測定結果に基づく情報を記憶する記憶部と、前記無線通信部による前記測定結果に基づく情報の送信のタイミングを制御する送信タイミング制御部とを備え、前記送信タイミング制御部は、前記センサによる第１の測定の後は、該第１の測定の前記測定結果に基づく情報を前記監視装置に送信せず、前記第１の測定の後に行われる第２の測定の後に、前記第１の測定および第２の測定の前記測定結果に基づく情報を一括して前記監視装置に送信する第１のモードでの制御が可能であるセンサノード。

かかる構成のセンサノードによれば、測定結果に基づく情報を、所定回数分まとめて監視装置に送信できるので、測定結果に基づく情報を測定するたびに監視装置に送信する構成と比べて、送信に係るセンサノードの消費電力を抑え、電池を延命化できる。なお、第１の測定は、複数回の測定であってもよい。

［適用例５］適用例４記載のセンサノードであって、前記センサでの測定結果に基づいて、前記機器の異常を判定する異常判定部を備え、前記送信タイミング制御部は、前記機器が異常であると判定された場合に実行するモードであって、前記機器が異常であると判定された場合に、前記機器の異常の判定に対応する前記測定結果に基づく情報を、前記記憶部に記憶された、前記監視装置に未送信の前記測定結果に基づく情報とともに、前記監視装置に送信する第２のモードでの制御が可能であるセンサノード。

かかる構成のセンサノードによれば、機器の異常を監視装置側で即座に把握できる。したがって、監視員は、速やかに機器の点検を行って、機器の異常が、機器の機能停止や事故に発展することを回避できる。

［適用例６］適用例１ないし適用例３のいずれか記載のセンサノードであって、前記センサでの測定結果に基づく情報を記憶する記憶部と、前記センサでの測定結果に基づいて、前記機器の異常を判定する異常判定部とを備え、前記無線通信部は、前記機器が異常であると判定された場合にのみ、前記測定結果に基づく情報を前記監視装置に送信し、前記送信する測定結果に基づく情報は、前記異常であるとの判定に対応する前記測定結果に基づく情報と、前記記憶部に記憶された前記測定結果に基づく情報とを含むセンサノード。

かかる構成のセンサノードによれば、測定結果に基づく情報の送信回数を適用例４，５の構成よりもさらに減らして、電池をさらに延命化できる。

［適用例７］適用例５または適用例６記載のセンサノードであって、前記異常判定部は、新たな測定によって取得した前記測定結果に基づく情報と、前記記憶部に記憶された所定回数分の前記測定結果に基づく情報の移動平均値との乖離の程度に基づいて、前記機器の異常の判定を行うセンサノード。

かかる構成のセンサノードによれば、機器の物理量の特性が、機器の異常以外の要因で経時的に変化しても、異常の判定を精度良く行うことができる。

［適用例８］機器の監視を行うためのセンサノードであって、前記機器の動作状態を反映する物理量を測定するセンサと、前記センサでの測定結果に基づく情報を無線通信によって監視装置に送信する無線通信部と、前記センサでの測定結果に基づいて、前記機器の異常を判定する異常判定部と、前記機器が異常であると判定された場合に、継続的に発光して、前記センサノードの位置を報知する発光部とを備えたセンサノード。

かかる構成のセンサノードによれば、機器の設置現場を見回る監視員は、機器に異常が生じたことに容易に気付くことができる。したがって、監視員は、機器の異常に対して、速やかに対処して、事故等の発生を抑制できる。しかも、監視装置に送信された、測定結果に基づく情報に基づいて、監視装置側で機器の異常を把握し、監視員が機器の設置現場に移動した場合に、同種または同類の機器が集約的に配置されていても、発光部の発光によって、いずれの機器に異常が生じたかを容易に把握でき、利便性が向上する。

［適用例９］前記発光部は、前記継続的に発光している際に、所定時間の経過によって、または、前記監視装置からの指示に基づいて、前記発光を停止する適用例８記載のセンサノード。

かかる構成のセンサノードによれば、監視員による機器の点検が終了した後に継続的に発光部が発光することがないので、異常が発生し、点検が終了していない機器との混同を抑制できる。また、電池を延命化できる。しかも、発光を停止する指示をセンサノードに入力する入力手段をセンサノードに設ける必要がないので、センサノードの構成を簡略化できる。なお、適用例８，９の構成に、適用例２，４〜７の構成を付加することもできる。

また、本発明は、上述したセンサノードのほか、センサノードと監視装置とを備えた機器監視システム、電池残量低下報知方法、異常報知方法などとしても実現することができる。

本発明の機器監視システムの実施例としての機器監視システム２０の概略構成を示す説明図である。 機器監視システム２０を構成するセンサノードＳＮｘの概略構成を示す説明図である。 センサノードＳＮｘにおける測定値送信処理の流れを示すフローチャートである。

Ａ．実施例：
本発明の機器監視システムの実施例としての機器監視システム２０の概略構成を図１に示す。機器監視システム２０は、工場に配置された各機器の動作状態を、無線通信を介して監視するシステムである。本実施例では、回転系機器としての複数のポンプＰ１〜Ｐ１２の動作状態の監視を行うものとして説明する。図１に示すように、機器監視システム２０は、センサノードＳＮ１〜ＳＮ１２と、ゲートウェイ（ルータ）ＧＷ１，ＧＷ２と、サーバＳＶとを備えている。以下の説明では、センサノードＳＮ１〜ＳＮ１２を総称して、センサノードＳＮｘともいう。また、ポンプＰ１〜Ｐ１２を総称して、ポンプＰｘともいう。

センサノードＳＮｘは、センサと無線通信モジュールとを備えている。センサノードＳＮｘは、監視対象となるポンプＰｘのケーシングに１つずつ取り付けられている。本実施例では、センサノードＳＮｘは、マグネットによって、ポンプＰｘに取り付けられている。

ゲートウェイＧＷ１，ＳＷ２は、無線通信モジュールと有線ＬＡＮインタフェースとを備えている。ゲートウェイＧＷ１，ＧＷ２は、有線ＬＡＮインタフェースを介して、ローカルエリアネットワークＬＡＮに接続されている。このゲートウェイＧＷ１，ＧＷ２は、センサノードＳＮｘとの間で無線通信を行う。本実施例では、無線通信は、無線規格ＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠して行われる。

サーバＳＶは、ポンプＰｘの動作状態を監視する監視装置である。サーバＳＶは、センサノードＳＮｘのセンサで測定した測定データに基づく情報を、センサノードＳＮｘからゲートウェイＧＷ１，ＧＷ２およびローカルエリアネットワークＬＡＮを介して受信する。受信したデータは、ディスプレイに表示されるとともに、記憶媒体に記録される。監視員は、この受信したデータに基づいて、ポンプＰｘの異常監視を行う。異常とは、ポンプＰｘが故障した状態（少なくとも一部の機能が不能になる状態）のほか、故障の前兆となる状態を含む。なお、監視員は、サーバＳＶに蓄積されたデータを分析して、ポンプＰｘの寿命予測、維持管理計画の策定など、ポンプＰｘの維持管理に活用することも可能である。なお、ゲートウェイＧＷ１，ＧＷ２とサーバＳＶとの接続形態は、適宜設定すればよい。例えば、ゲートウェイＧＷ１，ＧＷ２は、インターネットなどのＷＡＮ（Wide Area Network）を介してサーバＳＶに接続されていてもよい。

センサノードＳＮｘの概略構成を図２に示す。図示するように、センサノードＳＮｘは、ＣＰＵ１１０、電池ボックス１２０、電源回路１３０、振動センサ１４０、サンプリング回路１５０、無線通信モジュール１６０、メモリ１７０、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１８０、ＲＴＣ（Real Time Clock）１９０を備えている。

ＣＰＵ１１０は、センサノードＳＮｘの動作全般を制御するほか、制御部１１１、送信タイミング制御部１１２、異常判定部１１３としても動作する。これらの機能部の詳細については、後述する。電池ボックス１２０には、センサノードＳＮｘの電源としての電池が収容される。電源回路１３０は、電池ボックス１２０に収容された電池の電池電圧を所定の電圧値に変圧して、センサノードＳＮｘの各部に供給する。

振動センサ１４０は、ポンプＰｘの駆動によって発生する振動を検出する。本実施例では、振動センサ１４０として、３軸タイプの加速度センサを用いている。なお、本実施例では、１つの軸方向（回転軸の径方向）のみの加速度を検出するので、１軸タイプであってもよい。加速度センサには、公知の種々のタイプを使用することができる。サンプリング回路１５０は、振動センサ１４０に接続されている。振動センサ１４０は、振動センサ１４０の出力値を増幅する増幅回路、増幅された出力値を所定の頻度でサンプリングするサンプリング回路、サンプリング値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ回路を備えている。サンプリング回路１５０は、Ａ／Ｄ変換された振動センサ１４０の出力値を、加速度値Ａとして、ＣＰＵ１１０に出力する。

また、本実施例では、サンプリング回路１５０は、電池ボックス１２０にも接続されている。つまり、振動センサ１４０は、電池の電圧値を検出する電圧検出回路を兼ねている。サンプリング回路１５０は、Ａ／Ｄ変換された電池電圧を、電圧値Ｖとして、ＣＰＵ１１０に出力する。

無線通信モジュール１６０は、無線通信を行うための制御回路であり、変調器やアンプ、アンテナといったハードウェアを備えている。メモリ１７０は、書き換え可能な不揮発性の記憶媒体である。ＬＥＤ１８０は、ＣＰＵ１１０が電圧値Ｖの低下を検知したとき、または、ポンプＰｘの異常を検知したときに発光して、自機の設置位置を報知する。なお、ＬＥＤ１８０に代えて、電球など、種々の発光手段を採用してもよい。

ＲＴＣ１９０は、現在時刻（ここでは、年、月、日、時、分、秒）を計時する時計モジュールとして機能する。実施例では、ＲＴＣ１９０の電源として、電池ボックス１２０に収容された電池を使用する構成としている。ただし、ＲＴＣ１９０は、専用の電池を内蔵していてもよい。このＲＴＣ１９０は、センサノードＳＮｘが備える電源スイッチ（図示省略）の電源のＯＮ／ＯＦＦに関係なく、電池から電力供給を受けて、常時動作する。

一方、ＲＴＣ１９０とＣＰＵ１１０とを除くセンサノードＳＮｘの各部への電源の供給は、電源スイッチがＯＮである場合であっても、通常時には停止されている。かかる通常時の動作状態を、本願では、休止モードともいう。本実施例の休止モードでは、ＣＰＵ１１０は、クロックと命令の受け付け以外は停止状態にある。こうすれば、ＣＰＵ１１０の消費電力を低減することができる。ただし、休止モードにおけるＣＰＵ１１０の動作状態は、後述する所定の信号を受け付け可能であれば、適宜設定すればよい。例えば、ＣＰＵ１１０のすべての機能が有効な状態であってもよい。あるいは、定格クロックに対してクロックダウンしてもよい。ＲＴＣ１９０のレジスタには、振動センサ１４０を用いた測定を開始すべき時刻である測定時刻が予め登録されている。かかる測定時刻は、センサノードＳＮｘの初期使用時に、ＣＰＵ１１０が無線通信を介してサーバＳＶから受け付けた指示に基づいて、登録される。ＲＴＣ１９０は、測定時刻になると、タイマイベントの発生を表す所定の信号をＣＰＵ１１０に出力する。休止モードにおいて、所定の信号がＣＰＵ１１０に出力されると、ＣＰＵ１１０は、自己のすべての機能を有効にするとともに、制御部１１１の処理として、電源供給が停止されていたセンサノードＳＮｘの各部に電源を供給する。なお、ＲＴＣ１９０は、登録された時刻のタイミングに代えて、所定の周期で、所定の信号を出力してもよい。ただし、登録された時刻のタイミングに基づく構成とすれば、工場の運用形態、例えば、ポンプＰｘの間欠運転や、点検のための長期休止などにも対応させることができる。

かかるセンサノードＳＮｘにおける測定値送信処理の流れを図３に示す。測定値送信処理とは、センサノードＳＮｘが振動センサ１４０を用いて測定した測定結果に基づく情報を、所定のタイミングで、サーバＳＶに送信する処理である。測定送信処理は、ＲＴＣ１９０から所定の信号を受信するたびに繰り返し実行される。なお、センサノードＳＮｘが休止モードにある場合には、測定送信処理は、センサノードＳＮｘの各部への電源供給が開始された後に開始される。

測定値送信処理が開始されると、ＣＰＵ１１０は、サンプリング回路１５０を用いて、加速度値Ａと電圧値Ｖとを測定する（ステップＳ２１０）。測定値を取得すると、ＣＰＵ１１０は、取得した加速度値Ａに基づいて、積分演算によって、低周波数領域（１ｋＨｚ以下）における振動速度の実効値ＲＭＳ（Root Mean Square）を算出する（ステップＳ２２０）。

実効値ＲＭＳを算出すると、ＣＰＵ１１０は、算出した実効値ＲＭＳをメモリ１７０に記録する（ステップＳ２３０）。実効値ＲＭＳを記録すると、ステップＳ２１０は、次式（１）または次式（２）を満たすか否かを判断する（ステップＳ２４０）。式（１）と式（２）とは、論理和条件である。式（１），（２）において、ＲＭＳは、上記ステップＳ２２０で直近に算出された実効値ＲＭＳである。ＭＡは、以下に説明する移動平均値である。ＴＨ１，ＴＨ２は、予め定められた閾値であり、メモリ１７０に記録されている。
ＲＭＳ／ＭＡ≧ＴＨ１・・・（１）
Ｖ≦ＴＨ２・・・（２）

式（１）についての判断は、センサノードＳＮｘが取り付けられたポンプＰｘの異常を判定するものであり、ＣＰＵ１１０が、異常判定部１１３の処理として実行する。具体的には、ＣＰＵ１１０は、まず、直近の所定回数、例えば、１０回分の測定で得られた実効値ＲＭＳの移動平均値ＭＡを算出する。過去の測定分の実効値ＲＭＳは、測定値送信処理が繰り返し実行されるたびに、上記ステップＳ２３０によって、メモリ１７０に記録されている。本実施例では、移動平均として、単純移動平均を採用したが、加重移動平均を採用してもよい。そして、ＣＰＵ１１０は、ＲＭＳ/ＭＡの値を閾値ＴＨ１と比較する。

ポンプＰｘに異常（前兆を含む）が生じると、実効値ＲＭＳが急激に大きくなるので、ＲＭＳ/ＭＡが閾値ＴＨ１以上となることで、ポンプＰｘが異常であると判定することができる。この判定は、式（１）に基づくことに限らず、ＲＭＳの値とＭＡの値との乖離の程度に基づいて判定するものであればよい。例えば、ＲＭＳの値とＭＡの値との差分値に基づいて、異常判定を行ってもよい。ただし、実効値ＲＭＳの大きさは、電動機の大きさによって変わるので、差分値に基づく場合には、ポンプＰｘの電動機の能力に応じて、閾値ＴＨ１を設定する必要がある。式（１）のように比率に基づけば、電動機の能力によらずに、閾値ＴＨ１を一律の値で設定することが可能となり、センサノードＳＮｘの構成を簡略化することができる。

以上説明したように、移動平均値に基づいて、異常判定を行えば、ポンプＰｘの長期的な稼働時間の経過に伴って、異常と関係のない要因によって実効値ＲＭＳの特性に変化が生じたとしても、精度良く、異常判定を行うことができる。

式（２）についての判断は、電池の残量が残りわずかになることに伴う電圧低下を判定するものである。つまり、式（２）を満たす場合には、電池の残量が残りわずかになっていると判断することができる。

判断の結果、式（１）および式（２）のいずれも満たさない場合（ステップＳ２４０：ＮＯ）、ＣＰＵ１１０は、さらに、送信タイミング制御部１１２の処理として、前回、サーバＳＶへの測定データの送信を行った以降の測定回数が所定回数に達したか否かを判断する（ステップＳ２５０）。この所定回数は、予め、メモリ１７０に記録されている。

判断の結果、所定回数に達したのであれば（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、所定回数分の実効値ＲＭＳおよび電圧値ＶをまとめてサーバＳＶに送信する（ステップＳ２６０）。なお、電圧値Ｖの送信は、省略可能である。また、送信する測定値は、測定結果に基づく情報であればよく、測定データを演算処理した指標値であってもよいし、測定データそのものであってもよい。勿論、これらの両方であってもよい。そして、ＣＰＵ１１０は、制御部１１１の処理として、センサノードＳＮｘの動作状態を休止モードへ移行させる（ステップＳ２７０）。一方、所定回数に達していなければ（ステップＳ２５０：ＮＯ）、ＣＰＵ１１０は、測定データの送信を行わずに、処理を上記ステップＳ２７０に進める。このようにすれば、通信に係る消費電力を抑えて、電池の消耗を抑制することができる。

一方、判断の結果、式（１）および式（２）のいずれかを満たす場合（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、直近の実効値ＲＭＳおよび電圧値Ｖを、メモリ１７０に記憶された未送信の実効値ＲＭＳとともに一括して、サーバＳＶに送信する（ステップＳ２８０）。かかる構成とすれば、式（１）および式（２）のいずれかを満たしたことをサーバＳＶ側で速やかに把握することができる。また、過去の実効値ＲＭＳも併せて送信するので、監視員は、ポンプＰｘの動作状態を分析することもできる。なお、式（２）を満たしていない場合には、電圧値Ｖの送信は省略可能である。また、式（２）を満たしている場合には、電圧値Ｖに代えて、式（２）を満たすことを表す情報を送信してもよい。

サーバＳＶは、上記ステップＳ２８０の送信を受けた際に、式（１）および式（２）のいずれかを満たすことを監視員に警告する警告機能を備えていてもよい。かかる警告機能は、例えば、サーバＳＶのディスプレイに警告メッセージを表示することとしてもよい。あるいは、監視員の携帯電話などに、警告メッセージを含むＥメールを送信することとしてもよい。さらに、センサノードＳＮｘの無線通信モジュール１６０のＭＡＣアドレスや、センサノードＳＮｘに予め割り当てられた識別情報と、ポンプＰｘの名称等を対応付けてサーバＳＶに記憶しておき、式（１）および式（２）のいずれかを満たすポンプＰｘの名称等を警告メッセージに含めれば、いずれのポンプＰｘまたはセンサノードＳＮｘを対処するべきかについて、監視員は、容易に把握することができる。

送信を行うと、ＣＰＵ１１０は、ＬＥＤ１８０を点滅させて、センサノードＳＮｘの設置場所を報知する（ステップＳ２９０）。本実施例では、上記ステップＳ２４０で式（２）を満たした場合（式（１）と式（２）とを満たした場合、または、式（２）のみを満たした場合）と、式（２）を満たさなかった場合（式（１）のみを満たした場合）とで、ＬＥＤ１８０の点滅のパターンが異なるように構成されている。こうすれば、ＬＥＤ１８０の点滅が、電池の残量が残りわずかとなったことを意味しているのか、それとも、ポンプＰｘに異常が発生していることを意味しているのかを容易に判別することができる。なお、ＬＥＤ１８０は、式（２）を満たすか否かに応じて、異なる態様で発光するものであればよい。発光態様の違いとしては、例えば、点灯と点滅との違いとしてもよいし、発光色の違いとしてもよい。

このように、ＬＥＤ１８０を点滅させることによって、機器の設置現場を見回る監視員は、電池の残量が残りわずかであることや、ポンプＰｘに異常が生じていることに容易に気付くことができる。電池の残量が残りわずかである場合には、電池の残量がなくなるまでに、電池を交換できる。このため、センサノードＳＮｘに異常が生じているにもかかわらず、電池の残量がなくなったことに起因して、センサノードＳＮｘからサーバＳＶに実効値ＲＭＳを送信することができず、機器の異常が看過されることを抑制できる。

また、電池の残量が残りわずかである場合や、ポンプＰｘに異常が生じている場合には、上記ステップＳ２８０によって、電圧値Ｖおよび実効値ＲＭＳが速やかにサーバＳＶに送信されるので、生じている事象をサーバＳＶ側で速やかに把握し、対処することができる。また、監視員が、対処のために設置現場に移動して作業を行う場合、同種または同類のポンプＰｘが集約的に配置されていても、いずれのセンサノードＳＮｘ、または、ポンプＰｘが対処の対象であるかを容易に把握することができる。工場では、照明が暗いことが多く、また、騒音が大きいことが多いので、発光手段による報知は、特に効果的である。

ＬＥＤ１８０を点滅させると、ＣＰＵ１１０は、上記ステップＳ２４０の判断が、式（２）を満たすものであったか否かを判断する（ステップＳ３００）。判断の結果、式（２）を満たしたのであれば（ステップＳ３００：ＹＥＳ）、すなわち、電池の残量が残りわずかとなっているのであれば、ＣＰＵ１１０は、測定値送信処理を終了する。ＣＰＵ１１０は、上記ステップＳ２７０を経ることなく、測定値送信処理を終了するので、以降、休止モードとはならず、センサノードＳＮｘの各部に常時電源が供給される。つまり、ＬＥＤ１８０は、その後継続的に、点滅する。かかる構成とすれば、休止モードに戻らずに、ＬＥＤ１８０を継続的に点滅させるので、監視員は、対処する必要があるセンサノードＳＮｘまたはポンプＰｘを容易に見分けることができる。なお、ＣＰＵ１１０は、制御部１１１の処理として、ＬＥＤ１８０のみに電源の供給を継続してもよい。こうすれば、消費電力を抑え、電池の寿命を延命化できる。また、ＣＰＵ１１０のレジスタにフラグを立てるなどして、以降の測定値送信処理の実行を禁止する構成としてもよい。こうすれば、消費電力をさらに抑えることができる。

一方、式（２）を満たしたのでなければ（ステップＳ３００：ＮＯ）、すなわち、ポンプＰｘの異常が生じているだけであれば、ＣＰＵ１１０は、センサノードＳＮｘの動作状態を、待機モードに移行させ（ステップＳ３１０）、測定値送信処理を終了する。この待機モードとは、ＬＥＤ１８０の点滅を継続させながら、休止モードへ移行する所定のイベントの発生を待機するモードである。つまり、待機モードは、所定のイベントの発生を契機として、休止モードに移行するモードである。所定のイベントは、予め定められており、本実施例では、ＬＥＤ１８０の点滅開始から、メモリ１７０に予め登録された所定時間だけ経過したこととした。ただし、所定のイベントは、メモリ１７０に予め登録された所定時間だけ経過したことに代えて、あるいは、加えて、サーバＳＶから送信された指示を受け付けたこととしてもよい。サーバＳＶからの指示は、即刻、休止モードに移行する旨の指示でもよいし、所定時間の経過後に、休止モードに移行する旨の指示でもよい。なお、待機モードでは、休止モードで電源を停止するセンサノードＳＮｘの各部のうちのＬＥＤ１８０のみに電源の供給を継続してもよい。かかる場合、サーバＳＶからの指示は、測定値送信処理が再度実行され、センサノードＳＮｘからサーバＳＶに対してアクセスがあった際に行うことができる。これらの構成とすれば、監視員による機器の点検が終了した後に継続的にＬＥＤ１８０が点滅することがないので、異常が発生し、点検が終了していないポンプＰｘとの混同を抑制できる。また、電池を延命化できる。しかも、発光を停止する指示をセンサノードＳＮｘに入力する入力手段をセンサノードＳＮｘに設ける必要がないので、センサノードＳＮｘの構成を簡略化できる。

Ｂ．変形例：
上述の実施形態の変形例について説明する。
Ｂ−１．変形例１：
上述の休止モードに代えて、省電力モードを適宜採用してもよい。省電力モードの内容は、適宜設定すればよい。例えば、揮発性メモリに実効値ＲＭＳを記録する場合には、揮発性メモリへの電源供給を常時行う構成としてもよい。もとより、センサノードＳＮｘの各部には、常時、電源を供給してもよい。

Ｂ−２．変形例２：
上述の実施形態では、センサノードＳＮｘの休止モードにおいて、ＲＴＣ１９０からの信号の送出があると、制御部１１１は、センサノードＳＮｘの各部に電源を供給する構成としたが、電源を供給する部位は、適宜設定すればよい。例えば、上記ステップＳ２８０の処理を行う場合にのみ、無線通信モジュール１６０への電源供給を行ってもよい。

Ｂ−３．変形例３：
実効値ＲＭＳや電圧値Ｖを送信するタイミングは、種々の形態を採ることができる。例えば、測定を行うたびに、毎回、サーバＳＶに送信してもよい。あるいは、式（１）または式（２）を満たすまで、測定データをメモリ１７０に蓄積しておき、式（１）または式（２）を満たした場合に、それまでの測定データを一括して、サーバＳＶに送信してもよい。

また、ポンプＰｘの異常判定、または、電池電圧の低下判定を行うための第１の測定と、サーバＳＶに測定データの定時報告を行うための第２の測定とを行う構成としてもよい。かかる構成は、例えば、以下のような態様で実施してもよい。第１の測定の頻度を、第２の測定の頻度よりも高く設定しておく。第１の測定では、ポンプＰｘの異常、または、電池電圧の低下の事象が検出された際には、センサノードＳＮｘは、その際の測定データをサーバＳＶに送信する。一方、これらの事象が検出されなければ、センサノードＳＮｘは、測定データを破棄する。第２の測定では、センサノードＳＮｘは、上述の実施例、または、本変形例のいずれかのタイミングで、測定データをサーバＳＶに送信する。こうすれば、サーバＳＶ側では、上述の事象をより速やかに把握することができる。

Ｂ−４．変形例４：
センサノードＳＮｘからサーバＳＶに送信する測定データは、適宜設定することができる。例えば、実効値ＲＭＳに代えて、周波数スペクトルを算出し、送信することとしてもよい。また、送信する測定データは、種々のセンサの測定値とすることができる。こうしたセンサは、例えば、温度センサ、音圧センサ、ＡＥ(Acoustic Emission)センサ、変位センサ、歪センサ、圧力センサ、水位センサ、電流センサ、電圧センサなどとすることができる。センサは、機器の動作状態を反映する物理量を測定するものであればよい。勿論、センサノードＳＮｘは、複数のセンサを備えていてもよい。また、センサノードＳＮｘを取り付ける機器についても、ポンプに限らず、モータ、送風機、回転切削機など、種々の回転系機器とすることができる。もとより、回転系機器に限るものではなく、種々の機器に適用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。例えば、上述した各適用例の構成要素に対応する実施例中の要素は、本願の課題の少なくとも一部を解決可能な態様、または、上述した各効果の少なくとも一部を奏する態様において、適宜、組み合わせ、省略、上位概念化を行うことが可能である。

２０…機器監視システム
１１０…ＣＰＵ
１１１…制御部
１１２…送信タイミング制御部
１１３…異常判定部
１２０…電池ボックス
１３０…電源回路
１４０…振動センサ
１５０…サンプリング回路
１６０…無線通信モジュール
１７０…メモリ
１８０…ＬＥＤ
１９０…ＲＴＣ
ＳＮ１〜ＳＮ１２…センサノード
Ｐ１〜Ｐ１２…ポンプ
ＳＶ…サーバ
ＧＷ１，ＧＷ２…ゲートウェイ
ＬＡＮ…ローカルエリアネットワーク

Claims (8)

1. 機器の監視を行うための複数のセンサノードのうちの一のセンサノードであって、
   前記機器の動作状態を反映する物理量を測定するセンサと、
   前記センサでの測定結果に基づく情報を記憶する記憶部と、
   前記センサでの測定結果に基づく情報を、所定のタイミングで無線通信によって監視装置に送信する無線通信部と、
   前記センサノードの電源としての電池を収容する電池収容部と、
   前記電池の電圧値を検出する電圧検出部と、
   前記検出した電圧値が所定値以下となった場合に、継続的に発光して、前記センサノードの位置を報知する発光部と
   を備え、
   前記無線通信部は、前記検出した電圧値が所定値以下となった場合に、前記所定のタイミングにかかわらず、該電圧値、または、該電圧値が前記所定値以下となったことを表す情報と、前記記憶部に記憶された前記監視装置に未送信の前記測定結果に基づく情報とを、前記監視装置に送信し、以降の無線通信を停止させる
   センサノード。
2. 請求項１記載のセンサノードであって、
   前記センサノードの動作を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   所定の時刻に、または、所定の周期で、前記センサに前記電源を供給し、前記センサによる測定が行われた後に、前記センサへの前記電源の供給を停止する第１の制御と、
   前記無線通信部に前記電源を供給し、前記センサによる測定が行われ、該測定の後に、前記無線通信部による前記測定結果に基づく情報の送信が行われた後に、前記無線通信部への電源の供給を停止する第２の制御と
   のうちの少なくとも一方の制御を行う
   センサノード。
3. 請求項１または請求項２記載のセンサノードであって、
   前記無線通信部による前記測定結果に基づく情報の送信のタイミングを制御する送信タイミング制御部を備え、
   前記送信タイミング制御部は、前記センサによる第１の測定の後は、該第１の測定の前記測定結果に基づく情報を前記監視装置に送信せず、前記第１の測定の後に行われる第２の測定の後に、前記第１の測定および第２の測定の前記測定結果に基づく情報を一括して前記監視装置に送信する第１のモードでの制御が可能である
   センサノード。
4. 請求項３記載のセンサノードであって、
   前記センサでの測定結果に基づいて、前記機器の異常を判定する異常判定部を備え、
   前記送信タイミング制御部は、前記機器が異常であると判定された場合に実行するモードであって、前記機器が異常であると判定された場合に、前記機器の異常の判定に対応する前記測定結果に基づく情報を、前記記憶部に記憶された、前記監視装置に未送信の前記測定結果に基づく情報とともに、前記監視装置に送信する第２のモードでの制御が可能である
   センサノード。
5. 請求項１または請求項２記載のセンサノードであって、
   前記センサでの測定結果に基づいて、前記機器の異常を判定する異常判定部を備え、
   前記無線通信部は、前記機器が異常であると判定された場合に、前記測定結果に基づく情報を前記監視装置に送信し、
   前記送信する測定結果に基づく情報は、前記異常であるとの判定に対応する前記測定結果に基づく情報と、前記記憶部に記憶された前記測定結果に基づく情報とを含む
   センサノード。
6. 請求項４または請求項５記載のセンサノードであって、
   前記異常判定部は、新たな測定によって取得した前記測定結果に基づく情報と、前記記憶部に記憶された所定回数分の前記測定結果に基づく情報の移動平均値との乖離の程度に基づいて、前記機器の異常の判定を行う
   センサノード。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の複数の前記センサノードと、前記監視装置とを備えた機器監視システム。
8. 機器の動作状態を反映する物理量を測定するセンサと、前記センサでの測定結果に基づく情報を記憶する記憶部と、を備え、電池を電源とする複数のセンサノードのうちの一のセンサノードが、該センサでの測定結果に基づく情報を所定のタイミングで無線通信によって監視装置に送信することによって、前記機器の監視を行う監視システムにおいて、前記センサノードが、前記電池の残量の低下を報知する電池残量低下報知方法であって、
   前記電池の電圧値を検出し、
   前記検出した電圧値が所定値以下となった場合に、前記センサノードが備える発光部を継続的に発光させて、前記センサノードの位置を報知し、
   前記検出した電圧値が所定値以下となった場合に、前記所定のタイミングにかかわらず、該電圧値、または、該電圧値が前記所定値以下となったことを表す情報と、前記記憶部に記憶された前記監視装置に未送信の前記測定結果に基づく情報とを、前記監視装置に送信し、以降の無線通信を停止させる
   電池残量低下報知方法。

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