JP6983111B2

JP6983111B2 - Wireless sensor system

Info

Publication number: JP6983111B2
Application number: JP2018105915A
Authority: JP
Inventors: 宗里出川; 司藤森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2038-06-01
Also published as: JP2019211892A

Description

本発明は無線センサシステムに関する。 The present invention relates to a wireless sensor system.

プラントにおいては、多種多様な装置が設置され、多種類の流体の配管が敷設されている。これらの設備の維持・管理コスト低減と、監視の高精度化のため、各設備に対して、自立電源で駆動し、センサデータを無線伝送する、センサ端末を多数設置して、これらのセンサデータを所定の周期で収集し、遠隔で監視を行うセンサシステムが考えられている。 In the plant, a wide variety of equipment is installed and pipes for various types of fluids are laid. In order to reduce the maintenance and management costs of these facilities and improve the accuracy of monitoring, we installed a large number of sensor terminals that are driven by an independent power supply and wirelessly transmit sensor data to each facility, and these sensor data. There is considered a sensor system that collects data at a predetermined cycle and monitors it remotely.

特に、設置先の運用者や設備により、測定対象の物理量が多様であり、且つ稼働状態の判断基準も異なることから、其々のセンサ端末において、センサの選択やセンシング条件を最適化する必要がある。更に、設備が大型である場合や、複数の機器で構成される場合、センサ端末は複数設置することになる。複数のセンサ端末で稼働状態を詳細に把握するには其々のセンサデータを同期する必要があり、加速度センサや超音波マイクロホンなどで、数Ｈｚ以上の応答周波数を計測する場合は、ミリ秒以下で同期をとりたい要求がある。 In particular, since the physical quantity to be measured varies depending on the operator and equipment at the installation destination, and the criteria for determining the operating status also differ, it is necessary to optimize the sensor selection and sensing conditions for each sensor terminal. be. Further, when the equipment is large or is composed of a plurality of devices, a plurality of sensor terminals will be installed. In order to grasp the operating status in detail with multiple sensor terminals, it is necessary to synchronize each sensor data, and when measuring a response frequency of several Hz or more with an accelerometer or ultrasonic microphone, it is less than a millisecond. I have a request to synchronize with.

センサ端末として、例えば、特開２０１６−１５７３５６号公報（特許文献１）には、道路インフラに取り付けられる、自立電源部と複数個のセンサと通信制御回路が一つのパッケージ内に構成された無線センサ端末が記載されている。 As a sensor terminal, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-157356 (Patent Document 1) describes a wireless sensor in which an independent power supply unit, a plurality of sensors, and a communication control circuit, which are attached to a road infrastructure, are configured in one package. The terminal is listed.

また、特開２０１１−２０４６３１号公報（特許文献２）には、通常の使用モードの他に、人体検知センサおよび明るさセンサのセンサ部の稼働状態を学習するための学習モードを備え、センサ部と、電池と、無線信号送信部と、動作モード切り替え部と、で構成された無線送信装置が記載されている。 Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-204631 (Patent Document 2) includes a learning mode for learning the operating state of the sensor unit of the human body detection sensor and the brightness sensor in addition to the normal use mode. A wireless transmission device including a battery, a wireless signal transmission unit, and an operation mode switching unit is described.

特開２０１６−１５７３５６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-157356 特開２０１１−２０４６３１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-204631

自立電源型のセンサ端末において、電力が不足した場合に、センサ端末の稼働は不可能になる。そのため、自立電源型のセンサ端末において、センサ端末の動作に用いられるクロックは、低電力動作を優先とするために、消費電力が数マイクロアンペア程度と小さい、マイクロコントローラ（以下、マイコンという。）に内蔵されるクロックを使用することが一般的である。しかしながら、数十秒以上の長期間における周波数変化（以下、周波数変動という。）と、数秒以内の短期間における周波数変化（以下、位相雑音という。）において、マイコン内蔵のクロックの場合、周波数変動は１００００ｐｐｍ程度、位相雑音（中心周波数１０ＭＨｚ、オフセット１０Ｈｚ時）は−７０ｄＢｃ／Ｈｚ程度であり、低精度である。そのため、センサ端末とゲートウェイ間の同期精度が不足するといった問題がある。一方、高精度なクロックの一例としては、マイコンに外付して使用する水晶振動子が上げられる。水晶振動子は、周波数変動が２０ｐｐｍ程度、位相雑音が−１００ｄＢｃ／Ｈｚ以下と小さいものの、消費電力は数ミリアンペア以上と大きく、マイコン内蔵のクロックを置き換えるには難しいといった問題がある。 In the self-supporting power supply type sensor terminal, when the power is insufficient, the sensor terminal cannot be operated. Therefore, in a self-sustaining power supply type sensor terminal, the clock used for the operation of the sensor terminal is a microcontroller (hereinafter referred to as a microcomputer) whose power consumption is as small as several microamperes in order to give priority to low power operation. It is common to use the built-in clock. However, in the case of the clock built in the microcomputer, the frequency fluctuation is in the frequency change in a long period of several tens of seconds or more (hereinafter referred to as frequency fluctuation) and the frequency change in a short period of several seconds or less (hereinafter referred to as phase noise). The phase noise (center frequency 10 MHz, offset 10 Hz) is about −70 dBc / Hz, which is about 10000 ppm, and has low accuracy. Therefore, there is a problem that the synchronization accuracy between the sensor terminal and the gateway is insufficient. On the other hand, as an example of a high-precision clock, a crystal oscillator used externally to a microcomputer can be mentioned. The crystal oscillator has a small frequency fluctuation of about 20 ppm and a phase noise of -100 dBc / Hz or less, but has a large power consumption of several milliamperes or more, and has a problem that it is difficult to replace the clock built in the microcomputer.

本発明は、自立電源型のセンサ端末の同期精度が向上するセンサシステムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a sensor system in which the synchronization accuracy of a self-supporting power supply type sensor terminal is improved.

本発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、装置の動作状態をセンシングする無線センサシステムは、（ａ）第１の動作モードおよび第２の動作モードで動作するセンサ端末と、（ｂ）前記センサ端末のデータを収集するゲートウェイと、を備える。前記センサ端末は、（ａ１）センサと、（ａ２）前記センサの動作状態を制御する制御部と、（ａ３）前記センサからのセンサ信号を処理する信号処理部と、（ａ４）前記信号処理部で処理されたデータを無線通信するための無線通信部と、（ａ５）前記センサ、前記制御部、前記信号処理部および前記無線通信部に電力を供給する自立電源部と、（ａ６）前記第１の動作モードで使用する第１のクロックと、前記第２の動作モードで使用する第２のクロックと、を切り替えるクロック切り替え部と、を有するクロック源と、を備える。前記センサ端末は、前記第１の動作モードではセンシングとセンシングデータの送信を所定の周期で行い、前記第２の動作モードでは前記制御部の制御値の変更ならびに前記ゲートウェイに対して時刻同期を行う。前記第２のクロックは、前記第１のクロックより周波数変動または位相雑音が小さい。 The following is a brief description of a typical example of the present invention.
That is, the wireless sensor system that senses the operating state of the device includes (a) a sensor terminal that operates in the first operation mode and the second operation mode, and (b) a gateway that collects data from the sensor terminal. Be prepared. The sensor terminal includes (a1) a sensor, (a2) a control unit that controls the operating state of the sensor, (a3) a signal processing unit that processes a sensor signal from the sensor, and (a4) the signal processing unit. A wireless communication unit for wirelessly communicating the data processed in (a5), an independent power supply unit that supplies power to the sensor, the control unit, the signal processing unit, and the wireless communication unit, and (a6) the first unit. A clock source having a clock switching unit for switching between a first clock used in the operation mode 1 and a second clock used in the second operation mode is provided. In the first operation mode, the sensor terminal performs sensing and transmission of sensing data in a predetermined cycle, and in the second operation mode, changes the control value of the control unit and synchronizes the time with the gateway. .. The second clock has smaller frequency fluctuation or phase noise than the first clock.

本発明のセンサシステムによれば、自立電源型のセンサ端末で高精度な同期を実現し、設置先の機器の動作状態の検出精度を向上することができる。 According to the sensor system of the present invention, it is possible to realize high-precision synchronization in a self-supporting power supply type sensor terminal and improve the detection accuracy of the operating state of the device at the installation destination.

第一実施例におけるセンサシステム１の全体構成図である。It is an overall block diagram of the sensor system 1 in 1st Embodiment. 図１のセンサ端末３の構成図である。It is a block diagram of the sensor terminal 3 of FIG. 図１の装置２とセンサ端末３のセンサとの接続関係を示す図である。It is a figure which shows the connection relationship between the apparatus 2 of FIG. 1 and the sensor of a sensor terminal 3. 図１のゲートウェイ４とサーバ５とネットワーク端末６とその周辺の構成図である。It is a block diagram of the gateway 4, the server 5, the network terminal 6, and the periphery thereof of FIG. 図２Ａのセンサ端末３の状態遷移図である。It is a state transition diagram of the sensor terminal 3 of FIG. 2A. 図３のゲートウェイ４の状態遷移図である。It is a state transition diagram of the gateway 4 of FIG. 図３のサーバ５の状態遷移図である。It is a state transition diagram of the server 5 of FIG. 図１のセンサ端末３、３−２およびゲートウェイ４のクロックの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the clock of the sensor terminal 3, 3-2 and the gateway 4 of FIG. 図３のサーバ５とネットワーク端末６との状態遷移図である。It is a state transition diagram of the server 5 and the network terminal 6 of FIG. 第二実施例におけるセンサ端末３ａとゲートウェイ４ａの構成図である。It is a block diagram of the sensor terminal 3a and the gateway 4a in the 2nd Embodiment.

まず、実施形態のセンサシステムについて説明する。センサシステムは、例えば、プラントにおける各装置の動作状態および各種流体配管の状況をセンシングし、監視を行う。センサシステムの自立電源型のセンサ端末は、センシングとセンシングデータの送信を一定周期で行う通常の動作モード（第１の動作モード）と、センサ端末の動作状態を最適化するために、センサ端末のクロック切り替えと時刻同期と制御値の変更を行う別の動作モード（第２の動作モード）と、で動作する。通常の動作モードでは低電力クロック（低精度なクロック）、例えばマイコンに内蔵されるクロックを使用する。別の動作モードでは通常の動作モードのクロックよりも周波数変動の小さい、または位相雑音の小さい、高精度なクロック（高電力クロック）を使用し、ゲートウェイと時刻同期を行う。 First, the sensor system of the embodiment will be described. The sensor system senses and monitors, for example, the operating state of each device in the plant and the state of various fluid pipes. The self-sustaining power supply type sensor terminal of the sensor system has a normal operation mode (first operation mode) in which sensing and transmission of sensing data are performed at regular intervals, and a sensor terminal in order to optimize the operation state of the sensor terminal. It operates in another operation mode (second operation mode) in which clock switching, time synchronization, and control value change are performed. In the normal operation mode, a low power clock (low precision clock), for example, a clock built in the microcomputer is used. In another operation mode, a highly accurate clock (high power clock) with less frequency fluctuation or less phase noise than the clock in the normal operation mode is used to synchronize the time with the gateway.

これにより、自立電源型のセンサ端末で高精度な同期を実現することが可能となる。また、自立電源型のセンサ端末において、電力が不足した場合に、センサ端末の稼働は不可能になり、再稼働可能な電力状態に至るまでの時間は、センサ端末の設置環境や、センサ端末を構成する部品のバラツキや使用状態などによる個体差により、不定である。しかし、実施形態のセンサシステムでは、複数のセンサ端末を用いる場合、これらの複数個のセンサにより、設備をセンシングする場合に、センサデータの同期をとることは容易となる。 This makes it possible to realize highly accurate synchronization with a self-supporting power supply type sensor terminal. In addition, in the self-sustaining power supply type sensor terminal, when the power is insufficient, the sensor terminal cannot be operated, and the time until the restartable power state is reached depends on the installation environment of the sensor terminal and the sensor terminal. It is indefinite due to individual differences due to variations in the constituent parts and usage conditions. However, in the sensor system of the embodiment, when a plurality of sensor terminals are used, it becomes easy to synchronize the sensor data when sensing the equipment by these plurality of sensors.

なお、センサ端末における無線通信時の消費電流は、数ミリアンペアから数十ミリアンペア程度あり、通常の動作モードのセンシングから無線送信までの１シーケンスで使用する電力の８０パーセント程度を占め、これを数回繰り返すと自立電源の発電が追いつかずに蓄電量が不足し、センサ端末の稼動は不可能になる。そのため、上記シーケンスの間隔は、数十秒以上とすることが多い。つまり、センサ端末とゲートウェイ間で、高頻度な通信を行うことは不可能であり、ゲートウェイと時刻同期する間隔は、複数の通常の動作モード毎に行うので、通常の動作モードの間隔よりも長くなる。 The current consumption during wireless communication in the sensor terminal is about several milliamperes to several tens of milliamperes, which accounts for about 80% of the power used in one sequence from sensing to wireless transmission in the normal operation mode, and this is repeated several times. If repeated, the power generation of the self-sustaining power source cannot keep up and the amount of electricity stored becomes insufficient, making it impossible to operate the sensor terminal. Therefore, the interval of the above sequence is often several tens of seconds or more. That is, it is impossible to perform high-frequency communication between the sensor terminal and the gateway, and the interval for time synchronization with the gateway is longer than the interval of the normal operation mode because it is performed for each of a plurality of normal operation modes. Become.

産業用モータやポンプにおいて、事後保全では、ダウンタイムが長くなり、多額のロスコストが発生する。各機器の稼働状態に適した保全が必要とされている。このような保全は特に、更新の難しい既存の機器に対して適用が求められている。実施形態によれば、これらの機器の状態監視をする、低コストなアドオン型のセンシングシステムを提供することが可能となる。 In industrial motors and pumps, post-maintenance results in long downtime and high loss costs. Maintenance suitable for the operating conditions of each device is required. Such maintenance is particularly required to be applied to existing equipment that is difficult to update. According to the embodiment, it is possible to provide a low-cost add-on type sensing system that monitors the status of these devices.

次に、本実施形態の実施例について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。 Next, examples of the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following examples, and various modifications and applications are included in the technical concept of the present invention. Examples are also included in that range.

＜センサシステム＞
第一実施例のセンサシステムについて図１を用いて説明する。図１は第一実施例におけるセンサシステム１の全体構成図である。 <Sensor system>
The sensor system of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram of the sensor system 1 in the first embodiment.

センサシステム１は、監視先の設備２に対してセンサ端末３、３−２を設置する。ここで、設備２は、例えば、モータやポンプ、液体や気体、蒸気等の流体を流す流体配管等である。ここで、センサ端末３−２はセンサ端末３と同様な構成であり、区別する必要がない場合、センサ端末３を代表にして説明する。センサ端末３のセンサ３０は、センサ端末３に内蔵されており、センサ取り付け治具３１を介して、設備２に接続されている。センサ３０はセンサ端末３に外付けされてもよい。この場合、センサ３０はセンサ取り付け治具３１を介さずに設備２に接続してもよい。 The sensor system 1 installs the sensor terminals 3 and 3-2 for the equipment 2 to be monitored. Here, the equipment 2 is, for example, a motor, a pump, a fluid pipe through which a fluid such as a liquid, a gas, or a vapor flows. Here, the sensor terminal 3-2 has the same configuration as the sensor terminal 3, and when it is not necessary to distinguish the sensor terminal 3-2, the sensor terminal 3 will be described as a representative. The sensor 30 of the sensor terminal 3 is built in the sensor terminal 3 and is connected to the equipment 2 via the sensor mounting jig 31. The sensor 30 may be externally attached to the sensor terminal 3. In this case, the sensor 30 may be connected to the equipment 2 without going through the sensor mounting jig 31.

センサ端末３から無線送信された端末データ１０１は、ゲートウェイ４にて収集し、ゲートウェイ４で収集した端末データ１１１は、サーバ５にて蓄積、解析される。解析結果の一部は、センサ端末３の制御用の学習結果１１２として、ゲートウェイ４に格納される。そして、ゲートウェイ４からセンサ端末３を制御するために、制御信号１０２が無線送信され、センサ端末３の動作モードは、第１の動作モードから、第２の動作モードに切り替わり、最適化制御や複数のセンサ端末３、３−２の連携が行われる。 The terminal data 101 wirelessly transmitted from the sensor terminal 3 is collected by the gateway 4, and the terminal data 111 collected by the gateway 4 is stored and analyzed by the server 5. A part of the analysis result is stored in the gateway 4 as a learning result 112 for control of the sensor terminal 3. Then, in order to control the sensor terminal 3 from the gateway 4, the control signal 102 is wirelessly transmitted, and the operation mode of the sensor terminal 3 is switched from the first operation mode to the second operation mode, and optimization control and a plurality of operations are performed. The sensor terminals 3 and 3-2 of the above are linked.

また、サーバ５は、インターネット網等の高速通信回線１０を介して、ネットワーク端末６に接続され、所定の周期またはネットワーク端末６からの要求信号１２１等により、ネットワーク端末６に対して、設備２の稼働状況１２２や解析結果１２３を送信する。それによりネットワーク端末６にて、設備２の監視が可能になる。 Further, the server 5 is connected to the network terminal 6 via a high-speed communication line 10 such as an Internet network, and the equipment 2 is connected to the network terminal 6 by a predetermined cycle or a request signal 121 or the like from the network terminal 6. The operation status 122 and the analysis result 123 are transmitted. As a result, the equipment 2 can be monitored by the network terminal 6.

センサ端末３は、設備２に設置する。なお、センサ端末３は、センサ３０が外付けの場合、設備２の近傍に設置してもよい。ゲートウェイ４は、複数のセンサ端末３と無線の送受信が可能な、設備２の設置エリアの周辺に設置する。センサ端末３とゲートウェイ４との間に無線中継器９を設け、端末データ１０１および制御信号１０２を其々中継する。なお、センサ端末３とゲートウェイ４との間の無線の伝搬状態が良好な場合は、無線中継器９は設けなくてもよい。サーバ５は、高速通信回線１０を介してゲートウェイ４と離れた遠隔地に設置される。なお、サーバ５はクラウドサーバであってもよい。 The sensor terminal 3 is installed in the equipment 2. When the sensor 30 is externally attached, the sensor terminal 3 may be installed in the vicinity of the equipment 2. The gateway 4 is installed around the installation area of the equipment 2 capable of transmitting and receiving wirelessly to and from a plurality of sensor terminals 3. A wireless repeater 9 is provided between the sensor terminal 3 and the gateway 4, and the terminal data 101 and the control signal 102 are relayed, respectively. If the radio propagation state between the sensor terminal 3 and the gateway 4 is good, the radio repeater 9 may not be provided. The server 5 is installed at a remote location away from the gateway 4 via the high-speed communication line 10. The server 5 may be a cloud server.

＜センサ端末＞
センサ端末３の構成について図２Ａ、２Ｂを用いて説明する。図２Ａは、図１のセンサ端末３の構成図である。図２Ｂは、図２Ａのセンサ３０と設備２との接続関係を示す図である。 <Sensor terminal>
The configuration of the sensor terminal 3 will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a configuration diagram of the sensor terminal 3 of FIG. FIG. 2B is a diagram showing a connection relationship between the sensor 30 of FIG. 2A and the equipment 2.

センサ端末３は、設備２の動作状態をセンシングするセンサ３０と、センサ３０の出力した信号を処理し、デジタルデータとして出力する信号処理部３２と、各構成部に対してデジタルデータの処理と制御を行うマイコン３７と、各構成部に電力４０の供給と制御を行う自立電源部４１と、各構成部にクロック信号５０を供給すると共にクロックの切り替えが可能なクロック源５１と、センサ端末３とゲートウェイ４との間でデータの送受信を行う無線通信部６０と、を備える。 The sensor terminal 3 has a sensor 30 that senses the operating state of the equipment 2, a signal processing unit 32 that processes the signal output by the sensor 30 and outputs it as digital data, and digital data processing and control for each component unit. A microcomputer 37 that supplies and controls power 40 to each component, a clock source 51 that supplies a clock signal 50 to each component and can switch clocks, and a sensor terminal 3. A wireless communication unit 60 for transmitting / receiving data to / from the gateway 4 is provided.

センサ３０は、例えば、温度センサ３０ａ、加速度センサ３０ｂ、電流センサ３０ｃ、超音波マイクロホン３０ｄ等の複数のセンサで構成される。これらセンサ３０の設置先の設備２としては、例えば、モータおよびその周辺の機器を例に説明する。温度センサ３０ａは、モータ本体２ａの軸受２０にセンサ取り付け治具３１ａを介して設置され、軸受２０の温度を測定し、発熱の変化を監視する。センサ取り付け治具３１ａは熱を伝達する部材で構成されている。なお、軸受２０には、加速度センサ３０ｂもセンサ取り付け治具３１ｂを介して設置され、軸受２０の振動状態を測定し、軸受２０の振動変化を監視する。センサ取り付け治具３１ｂは振動を伝達する部材で構成されている。電流センサ３０ｃは、モータ本体２ａに電力を供給する電力配線２１に設置され、電力供給先の電流を測定し、電流の変化を監視する。超音波マイクロホン３０ｄは、モータ本体２ａの設置空間２２にセンサ取り付け治具３１ｄを介して設置され、設置空間２２の中の空圧機器２３や流体配管２４等から発生する超音波を測定する。空圧機器２３は、例えば、エアシリンダやエアバルブであり、これらから発生する超音波の変化により、エア漏れの有無を検出することで、動作不良を検知することができる。 The sensor 30 is composed of a plurality of sensors such as a temperature sensor 30a, an acceleration sensor 30b, a current sensor 30c, and an ultrasonic microphone 30d. As the equipment 2 to which these sensors 30 are installed, for example, a motor and peripheral devices will be described as an example. The temperature sensor 30a is installed on the bearing 20 of the motor main body 2a via the sensor mounting jig 31a, measures the temperature of the bearing 20, and monitors the change in heat generation. The sensor mounting jig 31a is composed of a member that transmits heat. An acceleration sensor 30b is also installed in the bearing 20 via a sensor mounting jig 31b to measure the vibration state of the bearing 20 and monitor the vibration change of the bearing 20. The sensor mounting jig 31b is composed of a member that transmits vibration. The current sensor 30c is installed in the power wiring 21 that supplies power to the motor body 2a, measures the current of the power supply destination, and monitors the change in the current. The ultrasonic microphone 30d is installed in the installation space 22 of the motor main body 2a via a sensor mounting jig 31d, and measures ultrasonic waves generated from a pneumatic device 23, a fluid pipe 24, or the like in the installation space 22. The pneumatic device 23 is, for example, an air cylinder or an air valve, and malfunction can be detected by detecting the presence or absence of air leakage by the change of ultrasonic waves generated from these.

なお、センサ３０は一つのセンサで構成され、複数のセンサ端末に異なるセンサを備えるようにしてもよい。 The sensor 30 may be composed of one sensor, and a plurality of sensor terminals may be provided with different sensors.

信号処理部３２は、フィルタ３３と、増幅器３４と、演算器３５と、アナログ−デジタル変換器（以下、ＡＤＣという。）３６と、で構成され、これら信号処理部３２の稼働状態は、マイコン３７からの制御値１０３にて制御される。例えば、電力が十分な場合に稼働可能にされる。温度センサ３０ａ、加速度センサ３０ｂ、電流センサ３０ｃ、超音波マイクロホン３０ｄの出力信号は、それぞれフィルタ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに入力され、これらのフィルタ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、それぞれ特有の周波数特性となるよう制御された状態で、周波数成分を抽出し、増幅器３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄにおいて、それぞれ特有の増幅度に制御された状態で増幅される。そして、演算器３５で各信号を加減乗除し、設備２で特有な稼働状態を示すアナログ信号を算出し、ＡＤＣ３６にてデジタル信号に変換を行う。センサの選択は、センサ３０と信号処理部３２の各構成部とに対する電力４０の供給制御と、演算器３５の制御と、によって行われる。なお、信号処理部３２は、センサ３０がアナログ出力の場合に適用されるが、これらセンサがデジタル出力である場合は、信号処理部３２を介さずに、マイコン３７に入力し、信号処理部３２に相当するデジタル信号処理はマイコン３７にて行われる。 The signal processing unit 32 includes a filter 33, an amplifier 34, an arithmetic unit 35, and an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as ADC) 36, and the operating state of these signal processing units 32 is the microcomputer 37. It is controlled by the control value 103 from. For example, it is made operational when the power is sufficient. The output signals of the temperature sensor 30a, the acceleration sensor 30b, the current sensor 30c, and the ultrasonic microphone 30d are input to the filters 33a, 33b, 33c, 33d, respectively, and these filters 33a, 33b, 33c, 33d have their own frequencies, respectively. The frequency component is extracted in a state controlled to be a characteristic, and is amplified in the amplifiers 34a, 34b, 34c, and 34d in a state controlled to a specific amplification degree. Then, each signal is added, subtracted, multiplied, divided by the arithmetic unit 35, an analog signal indicating a peculiar operating state is calculated by the equipment 2, and converted into a digital signal by the ADC 36. The selection of the sensor is performed by controlling the supply of electric power 40 to each component of the sensor 30 and the signal processing unit 32 and controlling the arithmetic unit 35. The signal processing unit 32 is applied when the sensor 30 has an analog output, but when these sensors have a digital output, the signal processing unit 32 inputs the signal to the microcomputer 37 without going through the signal processing unit 32, and the signal processing unit 32 The digital signal processing corresponding to is performed by the microcomputer 37.

マイコン３７は、センサ端末３を制御するソフトウェアプログラムが格納される不揮発性の記憶装置と、ソフトウェアプログラムを実行するＣＰＵと、センシングデータ、制御値１０３、送信データ６４、受信データ６５等が一時的に格納される揮発性の記憶装置と、それらの入力または出力を行うＩ／Ｏポートと、を一つの半導体チップに備える。 The microcomputer 37 temporarily contains a non-volatile storage device in which a software program for controlling the sensor terminal 3 is stored, a CPU for executing the software program, and sensing data, control value 103, transmission data 64, reception data 65, and the like. A volatile storage device to be stored and an I / O port for inputting or outputting them are provided in one semiconductor chip.

自立電源部４１は、環境発電素子４２と、環境発電素子４２が発電した電力を蓄積する蓄電部４３と、電力４０の供給と蓄電部４３の充電を制御する電源制御部４５と、電力４０の供給状態を測定し（蓄電量を計測し）、電源制御部４５やマイコン３７に対して、検出結果４７を出力する電力検出部４６と、で構成される。なお、環境発電素子４２は、例えば、太陽電池や熱電変換素子、振動発電素子等で構成され、蓄電部４３は、例えば、電気二重層キャパシタや２次電池等で構成される。自立電源部４１は、第２の動作モードでは第１の動作モードより、電力検出部４６への供給を除いてセンサ端末３の各構成部への電力供給を高くする。 The self-sustaining power supply unit 41 includes an environmental power generation element 42, a power storage unit 43 that stores the power generated by the environmental power generation element 42, a power supply control unit 45 that controls the supply of the power 40 and the charging of the power storage unit 43, and the power 40. It is composed of a power detection unit 46 that measures the supply state (measures the amount of electricity stored) and outputs a detection result 47 to the power supply control unit 45 and the microcomputer 37. The energy harvesting element 42 is composed of, for example, a solar cell, a thermoelectric conversion element, a vibration power generation element, or the like, and the power storage unit 43 is composed of, for example, an electric double layer capacitor, a secondary battery, or the like. In the second operation mode, the self-sustaining power supply unit 41 increases the power supply to each component of the sensor terminal 3 except for the power supply to the power detection unit 46, as compared with the first operation mode.

クロック源５１は、通常クロック５２と、高精度クロック５３と、クロック切り替え部５４と、で構成され、マイコン３７に対してクロック信号５０を供給する。クロック切り替え部５４では、マイコン３７からの制御値１０３により、通常クロック５２と高精度クロック５３との切り替えを行うために、其々のクロック信号５０ａ、５０ｂを切り替える。高精度クロック５３は、消費電力が通常クロック５２よりも高く、自立電源部４１の電力負荷を高くし、センサ端末３の動作可能時間を短くする問題があるため、供給電力４０が十分且つ、センサ端末３の動作モードが、第２の動作モードである時にのみ動作する。高精度クロック５３に供給される電力４０ｂは通常クロック５２に供給される電力４０ａよりも大きい。マイコン３７は検出結果４７に基づいて供給電力４０が十分であるかどうかを判断する。なお、通常クロック５２は、例えばセラミック発振子を用いたクロックであり、マイコン３７の内蔵のＲＣ発振器を用いたクロックでも良い。この場合、クロック切り替え部５４はマイコン３７に内蔵される。一方、高精度クロック５３は、例えば外付けの水晶振動子を用いたクロックやＭＥＭＳ（Microelectromechanical Systems）型振動子を用いたクロックであるが、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を用いたＧＰＳクロックを用いることで、複数のセンサ端末３の間でより高精度な同期をとることが可能になる。 The clock source 51 includes a normal clock 52, a high-precision clock 53, and a clock switching unit 54, and supplies a clock signal 50 to the microcomputer 37. The clock switching unit 54 switches the clock signals 50a and 50b, respectively, in order to switch between the normal clock 52 and the high-precision clock 53 by the control value 103 from the microcomputer 37. The high-precision clock 53 has a problem that the power consumption is higher than that of the normal clock 52, the power load of the self-sustained power supply unit 41 is increased, and the operable time of the sensor terminal 3 is shortened. It operates only when the operation mode of the terminal 3 is the second operation mode. The electric power 40b supplied to the high-precision clock 53 is larger than the electric power 40a supplied to the normal clock 52. The microcomputer 37 determines whether or not the supply power 40 is sufficient based on the detection result 47. The normal clock 52 is, for example, a clock using a ceramic oscillator, and may be a clock using the RC oscillator built in the microcomputer 37. In this case, the clock switching unit 54 is built in the microcomputer 37. On the other hand, the high-precision clock 53 is, for example, a clock using an external crystal oscillator or a clock using a MEMS (Microelectromechanical Systems) type oscillator, but uses a GPS clock using a GPS (Global Positioning System) signal. This makes it possible to achieve more accurate synchronization between the plurality of sensor terminals 3.

無線通信部６０は、無線送受信部６１と、アンテナ６２と、で構成される。アンテナ６２は、センサ端末３の設置環境に合わせて、無線送受信部６１と一体化してもよく、また、センサ端末３の外側に設置してもよい。無線送受信部６１は、マイコン３７からの送信データ６４をゲートウェイ４に対して、端末データ１０１として送信し、一方で、ゲートウェイ４からの制御信号１０２を受信する。マイコン３７は、無線送受信部６１が受信した制御信号１０２を受信データ６５として内蔵の記憶装置に格納し、一部を制御値１０３に変換し、センサ端末３の各構成部を制御する。 The wireless communication unit 60 includes a wireless transmission / reception unit 61 and an antenna 62. The antenna 62 may be integrated with the wireless transmission / reception unit 61 or may be installed outside the sensor terminal 3 according to the installation environment of the sensor terminal 3. The wireless transmission / reception unit 61 transmits the transmission data 64 from the microcomputer 37 to the gateway 4 as terminal data 101, while receiving the control signal 102 from the gateway 4. The microcomputer 37 stores the control signal 102 received by the wireless transmission / reception unit 61 as received data 65 in a built-in storage device, converts a part of the control signal 102 into a control value 103, and controls each component of the sensor terminal 3.

＜ゲートウェイ、サーバ＞
ゲートウェイ４とサーバ５の構成について図３を用いて説明する。図３は、図１のゲートウェイ４とサーバ５とネットワーク端末６とその周辺の構成図である。 <Gateway, server>
The configuration of the gateway 4 and the server 5 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a configuration diagram of the gateway 4, the server 5, the network terminal 6, and the periphery thereof of FIG.

ゲートウェイ４は、センサ端末３と無線通信を行う無線通信部７０と、データ収集部８０と、高速通信回線１０を介してサーバ５と通信を行う通信部８４と、学習結果格納部８１と、端末制御部８２と、時刻同期部８３と、で構成される。 The gateway 4 includes a wireless communication unit 70 that performs wireless communication with the sensor terminal 3, a data collection unit 80, a communication unit 84 that communicates with the server 5 via a high-speed communication line 10, a learning result storage unit 81, and a terminal. It is composed of a control unit 82 and a time synchronization unit 83.

無線通信部７０は無線送受信部７１とアンテナ７２とで構成され、複数のセンサ端末３、３−２からの端末データ１０１の受信と、センサ端末３、３−２に対して制御信号１０２の送信を行う。無線通信部７０にて受信した受信データ７４は、データ収集部８０にて収集され、端末データ１１１として、通信部８４からサーバ５へ送信される。一方、サーバ５から送信された学習結果１１２は、学習結果格納部８１へ格納される。 The wireless communication unit 70 is composed of a wireless transmission / reception unit 71 and an antenna 72, and receives terminal data 101 from a plurality of sensor terminals 3 and 3-2 and transmits a control signal 102 to the sensor terminals 3 and 3-2. I do. The received data 74 received by the wireless communication unit 70 is collected by the data collection unit 80 and transmitted from the communication unit 84 to the server 5 as terminal data 111. On the other hand, the learning result 112 transmitted from the server 5 is stored in the learning result storage unit 81.

端末制御部８２は、学習結果格納部８１に格納した端末制御値８６または時刻同期部８３のクロック８５からのクロック信号８７に基づいて、センサ端末３に対しての制御値１０３の設定値と時刻同期ための送信データ７５を作成し、無線送受信部７１に出力する。 The terminal control unit 82 sets the control value 103 for the sensor terminal 3 and the time based on the terminal control value 86 stored in the learning result storage unit 81 or the clock signal 87 from the clock 85 of the time synchronization unit 83. Transmission data 75 for synchronization is created and output to the wireless transmission / reception unit 71.

時刻同期部８３は、センサ端末３が第２の動作モードで動作している時に受信した、センサ端末３のタイマカウンタの値等の時刻同期用の受信データ７６を用いて、複数のセンサ端末３、３−２の間での時刻同期と、無線通信の混信防止のための送信タイミングの調整と、を行い、端末制御部８２にフィードバックする。これにより、異なる対象を複数のセンサ端末３、３−２でセンシングする場合、センシングするタイミングは同じになり、無線送信は其々異なる遅延量を与えられることにより無線通信の混信が防止される。なお、ゲートウェイ４に備わるクロック８５は、センサ端末３の高精度クロック５３と同等またはそれ以上の精度と確度を有する。 The time synchronization unit 83 uses the reception data 76 for time synchronization such as the value of the timer counter of the sensor terminal 3 received when the sensor terminal 3 is operating in the second operation mode, and the time synchronization unit 3 has a plurality of sensor terminals 3. Time synchronization between 3 and 2 and adjustment of transmission timing for preventing interference in wireless communication are performed, and the data is fed back to the terminal control unit 82. As a result, when different targets are sensed by the plurality of sensor terminals 3, 3-2, the sensing timings are the same, and the wireless transmission is given a different delay amount, thereby preventing interference in wireless communication. The clock 85 provided in the gateway 4 has the same or higher accuracy and accuracy as the high-precision clock 53 of the sensor terminal 3.

なお、同じ対象を複数のセンサ端末３、３−２の同じセンサ（例えば、温度センサ３０ａ）でセンシングする場合、複数のセンサ端末３、３−２に対して、其々異なる遅延量を与えて時刻同期を行う。センシングタイミングをずらすことにより、同じ対象のセンシング時間を長くすることができる。 When the same target is sensed by the same sensor (for example, temperature sensor 30a) of a plurality of sensor terminals 3 and 3-2, different delay amounts are given to the plurality of sensor terminals 3 and 3-2. Synchronize the time. By shifting the sensing timing, the sensing time of the same target can be lengthened.

サーバ５は、ゲートウェイ４およびネットワーク端末６に対して高速通信回線１０を介して通信するための通信部９０と、ゲートウェイ４にて収集したセンサ端末３の端末データ１１１の蓄積を行う端末データ蓄積部９１と、蓄積したデータを解析・学習を行う解析・学習部９２と、解析・学習結果を格納する解析・学習結果蓄積部９３と、で構成される。通信部９０はゲートウェイ４向けの通信部９０ａとネットワーク端末６向けの通信部９０ｂとを有する。解析・学習部９２で得られた学習結果１１２はゲートウェイ４に送信され、設備２の稼働状況１２２と解析結果１２３は、所定の周期または設備２の異常時に、ネットワーク端末６に対して送信される。なお、稼働状況１２２や解析結果１２３は、ネットワーク端末６からの要求信号１２１に対する返信として、送信することも可能である。 The server 5 has a communication unit 90 for communicating with the gateway 4 and the network terminal 6 via the high-speed communication line 10, and a terminal data storage unit for accumulating terminal data 111 of the sensor terminal 3 collected by the gateway 4. It is composed of 91, an analysis / learning unit 92 that analyzes / learns accumulated data, and an analysis / learning result storage unit 93 that stores analysis / learning results. The communication unit 90 has a communication unit 90a for the gateway 4 and a communication unit 90b for the network terminal 6. The learning result 112 obtained by the analysis / learning unit 92 is transmitted to the gateway 4, and the operation status 122 of the equipment 2 and the analysis result 123 are transmitted to the network terminal 6 at a predetermined cycle or when the equipment 2 is abnormal. .. The operating status 122 and the analysis result 123 can also be transmitted as a reply to the request signal 121 from the network terminal 6.

＜動作＞
センサ端末３とゲートウェイ４とサーバ５との間の動作について図４Ａ〜４Ｃを用いて説明する。図４Ａは、図２Ａのセンサ端末３の状態遷移図である。図４Ｂは、図３のゲートウェイ４の状態遷移図である。図４Ｃは、図３のサーバ５の状態遷移図である。 <Operation>
The operation between the sensor terminal 3, the gateway 4, and the server 5 will be described with reference to FIGS. 4A to 4C. FIG. 4A is a state transition diagram of the sensor terminal 3 of FIG. 2A. FIG. 4B is a state transition diagram of the gateway 4 of FIG. FIG. 4C is a state transition diagram of the server 5 of FIG.

図４Ａに示すように、センサ端末３は、第１の動作モード１３１と第２の動作モード１３２で動作する。開始状態は、センサ端末３が第１の動作モード１３１にて待機状態Ｓ１１にあるとする。なお、センサ端末３の状態は、マイコン３７により制御される。 As shown in FIG. 4A, the sensor terminal 3 operates in the first operation mode 131 and the second operation mode 132. As for the start state, it is assumed that the sensor terminal 3 is in the standby state S11 in the first operation mode 131. The state of the sensor terminal 3 is controlled by the microcomputer 37.

まず、第１の動作モード１３１の待機状態Ｓ１１において、電力４０が十分である場合に、センサ端末３はセンシング状態Ｓ１２に移り、センシングを行う。なお、電力４０が十分でない場合は、自立電源部４１の充電を待って待機状態Ｓ１１に留まる。センサ端末３は、センシングが完了すると送信状態Ｓ１３に移り、センシング結果として端末データ１０１をゲートウェイ４に送信する。端末データ１０１は、センシング結果の他にタイマカウンタの値等の時刻同期状態を示す値を含む。そして、センサ端末３は、送信が完了すると受信状態Ｓ１４に移り、ゲートウェイ４からの制御信号１０２の受信が無い場合は待機状態Ｓ１１に戻る。なお、制御信号１０２は、第２の動作モードへの切り替わりを示す信号を含む。センサ端末３は、制御信号１０２の受信が有る場合は電力確認状態Ｓ１５に移り、マイコン３７は電力検出部４６の検出結果４７に基づいて電力４０が第２の動作モード１３２に切り替わって動作可能の電力であるかどうかの確認を行う。センサ端末３は、第２の動作モード１３２に切り替わって動作不可能と推測された場合は待機状態Ｓ１１に戻り、一方、動作可能と推測された場合は第２の動作モード１３２に切り替わる。 First, in the standby state S11 of the first operation mode 131, when the electric power 40 is sufficient, the sensor terminal 3 shifts to the sensing state S12 and performs sensing. If the power 40 is not sufficient, the self-sustaining power supply unit 41 waits for charging and stays in the standby state S11. When the sensing is completed, the sensor terminal 3 shifts to the transmission state S13, and transmits the terminal data 101 to the gateway 4 as the sensing result. The terminal data 101 includes a value indicating a time synchronization state such as a timer counter value in addition to the sensing result. Then, the sensor terminal 3 shifts to the reception state S14 when the transmission is completed, and returns to the standby state S11 when the control signal 102 is not received from the gateway 4. The control signal 102 includes a signal indicating switching to the second operation mode. When the control signal 102 is received, the sensor terminal 3 shifts to the power confirmation state S15, and the microcomputer 37 can operate by switching the power 40 to the second operation mode 132 based on the detection result 47 of the power detection unit 46. Check if it is electric power. The sensor terminal 3 switches to the second operation mode 132 and returns to the standby state S11 when it is presumed that it cannot operate, while it switches to the second operation mode 132 when it is presumed that it can operate.

センサ端末３が第２の動作モード１３２に切り替わると、高精度クロック状態Ｓ２１になり、クロック信号５０のクロック源は高精度クロック５３に切り替わる。そして、センサ端末３は制御値要求状態Ｓ２２に移り、ゲートウェイ４に対して、制御値を要求するための要求信号１０１ａを送信する。そして、センサ端末３は制御値受信状態Ｓ２３に移り、制御値１０３を含む制御信号１０２ａを受信する。そして、センサ端末３は制御値変更状態Ｓ２４に移り、制御値１０３の変更によりセンサ端末３の各構成部の動作状態を最適化する。 When the sensor terminal 3 is switched to the second operation mode 132, the high-precision clock state S21 is set, and the clock source of the clock signal 50 is switched to the high-precision clock 53. Then, the sensor terminal 3 shifts to the control value request state S22, and transmits a request signal 101a for requesting the control value to the gateway 4. Then, the sensor terminal 3 shifts to the control value receiving state S23 and receives the control signal 102a including the control value 103. Then, the sensor terminal 3 shifts to the control value change state S24, and the operation state of each component of the sensor terminal 3 is optimized by changing the control value 103.

次に、センサ端末３は、制御値変更が完了すると、時刻同期状態Ｓ２５に移り、ゲートウェイ４から時刻同期用の制御信号１０２ｂを受信し、例えばタイマカウンタをリセットしたり所定値にセットしたりして時刻同期を行う。そして、センサ端末３は学習用センシング状態Ｓ２６に移り、制御結果反映のための学習用センシングを行う。そして、センサ端末３は学習用データ送信状態Ｓ２７に移り、ゲートウェイ４に対して学習用の端末データ１０１ｂを送信する。センサ端末３は、データの送信を終えると、通常クロック状態Ｓ２８に移り、クロック信号５０のクロック源は通常クロック５２に切り替わり、第１の動作モード１３１に切り替わって、待機状態Ｓ１１に戻る。一方、制御値変更状態Ｓ２４において制御値１０３の変更がＮＧであった場合や、時刻同期状態Ｓ２５において時刻同期がＮＧであった場合も、通常クロック状態Ｓ２８に移り、クロック信号５０のクロック源は通常クロック５２に切り替わり、第１の動作モード１３１に切り替わって、待機状態Ｓ１１に戻る。 Next, when the control value change is completed, the sensor terminal 3 shifts to the time synchronization state S25, receives the control signal 102b for time synchronization from the gateway 4, and resets, for example, the timer counter or sets it to a predetermined value. And synchronize the time. Then, the sensor terminal 3 shifts to the learning sensing state S26, and performs learning sensing for reflecting the control result. Then, the sensor terminal 3 shifts to the learning data transmission state S27, and transmits the learning terminal data 101b to the gateway 4. When the sensor terminal 3 finishes transmitting data, the sensor terminal 3 shifts to the normal clock state S28, the clock source of the clock signal 50 switches to the normal clock 52, switches to the first operation mode 131, and returns to the standby state S11. On the other hand, even when the change of the control value 103 is NG in the control value change state S24 or the time synchronization is NG in the time synchronization state S25, the normal clock state S28 is entered and the clock source of the clock signal 50 is changed. It switches to the normal clock 52, switches to the first operation mode 131, and returns to the standby state S11.

図４Ｂに示すように、ゲートウェイ４の受信状態Ｓ３１において、センサ端末３からの端末データ１０１を受信した場合に、センサ端末３に対して返信する制御信号１０２が有るときは、送信状態Ｓ３２に移り、第２の動作モードへの切り替わりを示す信号を含む制御信号１０２を送信する。例えば、ゲートウェイ４はセンサ端末との時刻同期ズレ量が所定範囲外である場合に第２の動作モードへの切り替わりを示す信号を制御信号１０２として送信する。そして、ゲートウェイ４は要求受信状態Ｓ３３に移り、要求信号１０１ａを受信すると、制御値送信状態Ｓ３４に移り、制御値１０３を含む制御信号１０２ａを送信する。そして、ゲートウェイ４は時刻同期状態Ｓ３５に移り、時刻同期用の制御信号１０２ｂを送信する。その後、ゲートウェイ４は学習データ受信状態Ｓ３６に移り、センサ端末３の学習用センシング結果として、端末データ１０１ｂを受信する。その後、ゲートウェイ４はデータ処理状態Ｓ３７に移り、端末データ１０１、１０１ｂのデータ処理を行う。一方、受信状態Ｓ３１において、返信する制御信号１０２が無い場合は、ゲートウェイ４はデータ処理状態Ｓ３７に移り、端末データ１０１のデータ処理のみを行う。 As shown in FIG. 4B, when the terminal data 101 from the sensor terminal 3 is received in the reception state S31 of the gateway 4, if there is a control signal 102 that returns to the sensor terminal 3, the process shifts to the transmission state S32. , A control signal 102 including a signal indicating switching to the second operation mode is transmitted. For example, the gateway 4 transmits a signal indicating switching to the second operation mode as a control signal 102 when the amount of time synchronization deviation from the sensor terminal is out of the predetermined range. Then, the gateway 4 shifts to the request reception state S33, and when it receives the request signal 101a, it shifts to the control value transmission state S34 and transmits the control signal 102a including the control value 103. Then, the gateway 4 shifts to the time synchronization state S35 and transmits the control signal 102b for time synchronization. After that, the gateway 4 shifts to the learning data reception state S36, and receives the terminal data 101b as the learning sensing result of the sensor terminal 3. After that, the gateway 4 shifts to the data processing state S37 and performs data processing of the terminal data 101 and 101b. On the other hand, if there is no control signal 102 to be returned in the reception state S31, the gateway 4 shifts to the data processing state S37 and performs only the data processing of the terminal data 101.

データ処理状態Ｓ３７において、サーバ５に対して送信する端末データ１１１が有る場合は、ゲートウェイ４は送信状態Ｓ３８に移り、送信を行う。そして、ゲートウェイ４は受信状態Ｓ３９に移りサーバ５からの学習結果１１２を受信する。そして、ゲートウェイ４は格納状態Ｓ３Ａに移り、学習結果１１２を学習結果格納部８１へ格納し、格納完了後は受信状態Ｓ３１に戻る。一方、データ処理状態Ｓ３７において、サーバ５に対して送信する端末データ１１１が無い場合は、ゲートウェイ４は受信状態Ｓ３９に移る。 In the data processing state S37, if there is terminal data 111 to be transmitted to the server 5, the gateway 4 moves to the transmission state S38 and performs transmission. Then, the gateway 4 shifts to the reception state S39 and receives the learning result 112 from the server 5. Then, the gateway 4 moves to the storage state S3A, stores the learning result 112 in the learning result storage unit 81, and returns to the reception state S31 after the storage is completed. On the other hand, in the data processing state S37, if there is no terminal data 111 to be transmitted to the server 5, the gateway 4 shifts to the reception state S39.

図４Ｃに示すように、サーバ５においては、ゲートウェイ４向けの通信部９０ａと、ネットワーク端末６向けの通信部９０ｂと、端末データ蓄積部９１と、解析・学習部９２と、解析・学習結果蓄積部９３との、其々が並列動作をしている。 As shown in FIG. 4C, in the server 5, the communication unit 90a for the gateway 4, the communication unit 90b for the network terminal 6, the terminal data storage unit 91, the analysis / learning unit 92, and the analysis / learning result storage. Each of the parts 93 is operating in parallel.

通信部９０ａは、受信状態Ｓ４１において端末データ１１１を受信すると、格納状態Ｓ４２に移り、データを端末データ蓄積部９１に格納する。そして、通信部９０ａは読出状態Ｓ４３に移り、解析・学習結果蓄積部９３からゲートウェイ４が収集しているセンサ端末３に対する学習結果１１２を読み出す。そして、通信部９０ａは送信状態Ｓ４４に移り、ゲートウェイ４に対して学習結果１１２を送信する。そして、送信完了後は受信状態Ｓ４１に戻る。 When the communication unit 90a receives the terminal data 111 in the reception state S41, the communication unit 90a shifts to the storage state S42 and stores the data in the terminal data storage unit 91. Then, the communication unit 90a shifts to the read state S43, and reads the learning result 112 for the sensor terminal 3 collected by the gateway 4 from the analysis / learning result storage unit 93. Then, the communication unit 90a shifts to the transmission state S44 and transmits the learning result 112 to the gateway 4. Then, after the transmission is completed, the process returns to the reception state S41.

以上により、センサ端末３とゲートウェイ４とサーバ５間の動作は完了する。 As described above, the operation between the sensor terminal 3, the gateway 4, and the server 5 is completed.

センサ端末３とゲートウェイ４との間のクロックおよび同期の状態について図５を用いて説明する。図５はセンサ端末３、３−２およびゲートウェイ４のクロックの状態を示すタイミング図である。 The clock and synchronization states between the sensor terminal 3 and the gateway 4 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a timing diagram showing the clock states of the sensor terminals 3, 3-2 and the gateway 4.

センサ端末３とゲートウェイ４が同期する前、すなわち非同期な時のクロックの状態を第１のクロック状態２０１とし、センサ端末３とゲートウェイ４が同期中のクロック状態を第２のクロック状態２０２とし、センサ端末３とゲートウェイ４が同期した後のクロック状態を第３のクロック状態２０３とする。このとき、同期の目安となる点を基準点２１０とする。また、上述したように、センサ端末３−２のクロック源５１はセンサ端末３のクロック源５１と同様な構成であるが、ここでは、センサ端末３−２のクロック源５１は通常クロック５２−２および高精度クロック５３−２を備えるとする。 The clock state before the sensor terminal 3 and the gateway 4 are synchronized, that is, when they are asynchronous is set as the first clock state 201, and the clock state during which the sensor terminal 3 and the gateway 4 are synchronized is set as the second clock state 202. The clock state after the terminal 3 and the gateway 4 are synchronized is defined as the third clock state 203. At this time, the reference point 210 is set as a reference point for synchronization. Further, as described above, the clock source 51 of the sensor terminal 3-2 has the same configuration as the clock source 51 of the sensor terminal 3, but here, the clock source 51 of the sensor terminal 3-2 has a normal clock 52-2. And a high precision clock 53-2.

第１のクロック状態２０１においては、センサ端末３、３−２は第１の動作モード１３１で動作しており、クロック信号５０は、それぞれ通常クロック５２、５２−２のクロック信号となっている。そして、センサ端末３、３−２はゲートウェイ４に対して、同期ズレ２１１、２１１−２があり、非同期である。また、同期ズレ２１１と２１１−２のズレ量は異なるため、センサ端末３−２はセンサ端末３に対しても非同期である。この状態では、センサ端末３、３−２のセンシングデータであるそれぞれの端末データ１０１は、いずれも時刻同期されておらず、設備２の稼働状態の検出精度が十分でない。 In the first clock state 201, the sensor terminals 3 and 3-2 are operating in the first operation mode 131, and the clock signal 50 is a clock signal of the normal clocks 52 and 52-2, respectively. The sensor terminals 3 and 3-2 have synchronization deviations 211 and 211-2 with respect to the gateway 4, and are asynchronous. Further, since the amount of deviation between the synchronization deviations 211 and 211-2 is different, the sensor terminal 3-2 is also asynchronous with respect to the sensor terminal 3. In this state, the terminal data 101, which are the sensing data of the sensor terminals 3 and 3-2, are not time-synchronized, and the detection accuracy of the operating state of the equipment 2 is not sufficient.

第２のクロック状態２０２において、センサ端末３、３−２は、第２の動作モード１３２に切り替わって動作しており、クロック信号５０はそれぞれ高精度クロック５３、５３−２のクロック信号に切り替わっている。そして、センサ端末３、３−２は、ゲートウェイ４からのセンサ端末３、３−２のタイマカウンタをリセットする信号等の時刻同期用の制御信号１０２ｂにより、ゲートウェイ４と同期された状態になっている。 In the second clock state 202, the sensor terminals 3 and 3-2 are switched to the second operation mode 132 to operate, and the clock signal 50 is switched to the clock signals of the high-precision clocks 53 and 53-2, respectively. There is. Then, the sensor terminals 3 and 3-2 are in a state of being synchronized with the gateway 4 by a control signal 102b for time synchronization such as a signal for resetting the timer counter of the sensor terminals 3 and 3-2 from the gateway 4. There is.

第３のクロック状態２０３において、センサ端末３、３−２は第１の動作モード１３１に戻って動作しており、クロック信号５０はそれぞれ通常クロック５２、５２−２のクロック信号に戻っている。この状態では、センサ端末３、３−２はゲートウェイ４と同期された状態にあるため、センサ端末３、３−２のセンシングデータであるそれぞれの端末データ１０１は、時刻同期されるため、設備２の稼働状態の検出精度は向上する。なお、第３のクロック状態２０３において、センサ端末３、３−２では、通常クロック５２、５２−２の精度の粗さにより、同期ズレ２１１、２１１−２が徐々に発生し、一定時間または一定回数動作後に、第１のクロック状態２０１になる。また、電力４０が供給不足になりセンサ端末３が再起動した場合においても、第１のクロック状態２０１になる。よって、センサ端末３が再起動した場合にも第１の動作モード１３１から第２の動作モード１３２に切り替わり、時刻同期が行われる。 In the third clock state 203, the sensor terminals 3 and 3-2 return to the first operation mode 131 to operate, and the clock signal 50 returns to the clock signals of the normal clocks 52 and 52-2, respectively. In this state, since the sensor terminals 3 and 3-2 are in a state of being synchronized with the gateway 4, each terminal data 101 which is the sensing data of the sensor terminals 3 and 3-2 is time-synchronized, so that the equipment 2 The detection accuracy of the operating state of is improved. In the third clock state 203, in the sensor terminals 3 and 3-2, synchronization deviations 211 and 211-2 gradually occur due to the roughness of the accuracy of the normal clocks 52 and 52-2, and the synchronization shifts are gradually generated for a certain period of time or constant. After a number of operations, the first clock state 201 is set. Further, even when the power supply 40 becomes insufficient and the sensor terminal 3 is restarted, the first clock state 201 is reached. Therefore, even when the sensor terminal 3 is restarted, the first operation mode 131 is switched to the second operation mode 132, and time synchronization is performed.

センサ端末３、３−２の時刻同期の管理はゲートウェイ４にて行うが、センサ端末３、３−２が第１の動作モードで送信する端末データ１０１には、第１のクロック状態２０１または第２のクロック状態２０３の時刻同期状態を示す値が含まれる。 The gateway 4 manages the time synchronization of the sensor terminals 3 and 3-2, but the terminal data 101 transmitted by the sensor terminals 3 and 3-2 in the first operation mode has the first clock state 201 or the first clock state 201. A value indicating the time synchronization state of the clock state 203 of 2 is included.

サーバ５とネットワーク端末６との間の動作について図６を用いて説明する。図６は、サーバ５とネットワーク端末６の状態遷移図の一例である。 The operation between the server 5 and the network terminal 6 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an example of a state transition diagram of the server 5 and the network terminal 6.

開始状態は、ネットワーク端末６が待機状態Ｓ５１にある時とする。ネットワーク端末６は、サーバ５に対して稼働状況１２２や解析結果１２３を要求する場合は、要求内容選択状態Ｓ５２に移り、要求内容を選択する。そして、ネットワーク端末６は送信状態Ｓ５３に移り、要求信号１２１を送信する。そして、サーバ５は、受信状態Ｓ６１において、要求信号１２１を受信すると、読出条件設定状態Ｓ６２に移り、受信した要求信号１２１を基に、解析・学習結果蓄積部９３に対する稼働状況１２２や解析結果１２３の読み出し条件を設定する。そして、サーバ５は読出状態Ｓ６３に移り、解析・学習結果蓄積部９３から稼働状況１２２または解析結果１２３の読み出しを行う。そして、サーバ５は送信状態Ｓ６４に移り、これらをネットワーク端末６に送信して、受信状態Ｓ６１に戻る。その後、ネットワーク端末６は、受信状態Ｓ５４において、稼働状況１２２や解析結果１２３を受信すると、表示状態Ｓ５５に移り、受信した稼働状況１２２や解析結果１２３を画面に表示した上で、待機状態Ｓ５１に戻る。なお、ネットワーク端末６からサーバ５に対して要求の無い時は、サーバ５よりネットワーク端末６に対して、所定の周期で、稼働状況１２２や解析結果１２３を送信する。以上により、サーバ５とネットワーク端末６間の動作は完了する。 The start state is when the network terminal 6 is in the standby state S51. When the network terminal 6 requests the operation status 122 or the analysis result 123 from the server 5, the network terminal 6 shifts to the request content selection state S52 and selects the request content. Then, the network terminal 6 shifts to the transmission state S53 and transmits the request signal 121. Then, when the server 5 receives the request signal 121 in the reception state S61, it shifts to the read condition setting state S62, and based on the received request signal 121, the operation status 122 and the analysis result 123 for the analysis / learning result storage unit 93. Set the read condition of. Then, the server 5 shifts to the read state S63, and reads the operation status 122 or the analysis result 123 from the analysis / learning result storage unit 93. Then, the server 5 moves to the transmission state S64, transmits these to the network terminal 6, and returns to the reception state S61. After that, when the network terminal 6 receives the operation status 122 and the analysis result 123 in the reception state S54, the network terminal 6 shifts to the display state S55, displays the received operation status 122 and the analysis result 123 on the screen, and then shifts to the standby state S51. Return. When there is no request from the network terminal 6 to the server 5, the server 5 transmits the operation status 122 and the analysis result 123 to the network terminal 6 at a predetermined cycle. As described above, the operation between the server 5 and the network terminal 6 is completed.

次に、第二実施例のセンサ端末およびゲートウェイについて図７を用いて説明する。図７は第二実施例におけるセンサ端末３ａおよびゲートウェイ４ａの構成図である。 Next, the sensor terminal and the gateway of the second embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a configuration diagram of the sensor terminal 3a and the gateway 4a in the second embodiment.

本実施例では、第一実施例のセンサシステムに対して、センサ端末およびゲートウェイの構成が異なるが、他は同様な構成である。図７では、本実施例が第一実施例と異なる無線通信部及びその周辺のみが記載されている。本実施例のセンサ端末３ａとゲートウェイ４ａ其々に第１の無線通信部６０ａ、７０ａと第２の無線通信部６０ｂ、７０ｂと、を有し、第２の無線通信部６０ｂ、７０ｂは、第２の動作モード１３２でのみ動作し、データ伝送速度は第１の無線通信部よりも高速である、等の点が第一実施例とは異なる。以下、図７を説明するにあたり、図２Ａと同一の構成要素については、その詳細な説明を省略し、異なる点を中心に説明することとする。 In this embodiment, the configuration of the sensor terminal and the gateway is different from that of the sensor system of the first embodiment, but the other configurations are the same. In FIG. 7, only the wireless communication unit and its surroundings, in which this embodiment is different from that of the first embodiment, are shown. The sensor terminal 3a and the gateway 4a of this embodiment each have a first wireless communication unit 60a, 70a and a second wireless communication unit 60b, 70b, and the second wireless communication unit 60b, 70b has a second wireless communication unit 60b, 70b. It operates only in the operation mode 132 of 2, and the data transmission speed is higher than that of the first wireless communication unit, and the like is different from the first embodiment. Hereinafter, in explaining FIG. 7, the same components as those in FIG. 2A will be described by omitting detailed explanations and focusing on different points.

センサ端末３ａにおいて、無線通信部６０ａ、６０ｂは其々で、無線送受信部６１ａ、６１ｂと、アンテナ６２ａ、６２ｂと、を有し、無線通信部６０ａ、６０ｂの切り替えは、無線切り替え部６３にて、無線通信部６０ａ、６０ｂのそれぞれに対応した送信データ６４ａ、６４ｂと、受信データ６５ａ、６５ｂと、を切り替えるものと、で構成される。自立電源部４１から供給する電力４０ｃａは電力４０ｃｂよりも小さい。センサ端末３ａが第１の動作モード１３１で動作している時は、電力４０ｃａが供給されて無線通信部は６０ａのみ動作し、ゲートウェイ４ａに対して、端末データ１０１の送信と、制御信号１０２の受信を行う。一方、センサ端末３ａが第２の動作モード１３２で動作している時は、電力４０ｃｂが供給されて無線通信部６０ｂが動作し、ゲートウェイ４ａに対して、前述の要求信号１０１ａと端末データ１０１ｂを送信し、制御信号１０２ａ、１０２ｂを受信する。無線通信部６０ｂ、７０ｂのデータ伝送速度は、無線通信部６０ａ、７０ａのデータ伝送速度より高速である。 In the sensor terminal 3a, the wireless communication units 60a and 60b have the wireless transmission / reception units 61a and 61b and the antennas 62a and 62b, respectively, and the wireless communication units 60a and 60b are switched by the wireless switching unit 63. , The transmission data 64a and 64b corresponding to the wireless communication units 60a and 60b, respectively, and the reception data 65a and 65b are switched. The electric power 40ca supplied from the self-sustaining power supply unit 41 is smaller than the electric power 40cc. When the sensor terminal 3a is operating in the first operation mode 131, the electric power 40ca is supplied and the wireless communication unit operates only 60a, the terminal data 101 is transmitted to the gateway 4a, and the control signal 102 is transmitted. Receive. On the other hand, when the sensor terminal 3a is operating in the second operation mode 132, the electric power 40 cc is supplied and the wireless communication unit 60b operates, and the above-mentioned request signal 101a and the terminal data 101b are sent to the gateway 4a. It transmits and receives the control signals 102a and 102b. The data transmission speed of the wireless communication units 60b and 70b is higher than the data transmission speed of the wireless communication units 60a and 70a.

ゲートウェイ４ａにおいて、無線通信部７０ａ、７０ｂは、其々で、無線送受信部７１ａ、７１ｂと、アンテナ７２ａ、７２ｂと、を有し、並列に動作可能な構成である。無線通信部７０ａにて受信した端末データ１０１は、受信データ７４ａに変換してデータ収集部８０に格納される。一方、無線通信部７０ｂにて受信した、要求信号１０１ａの一部は時刻同期用の受信データ７６として時刻同期部８３へ出力され時刻同期に使用され、端末データ１０１ｂは受信データ７４ｂに変換してデータ収集部８０に格納される。 In the gateway 4a, the wireless communication units 70a and 70b each have wireless transmission / reception units 71a and 71b and antennas 72a and 72b, and are configured to be able to operate in parallel. The terminal data 101 received by the wireless communication unit 70a is converted into the received data 74a and stored in the data collection unit 80. On the other hand, a part of the request signal 101a received by the wireless communication unit 70b is output to the time synchronization unit 83 as reception data 76 for time synchronization and used for time synchronization, and the terminal data 101b is converted into the reception data 74b. It is stored in the data collection unit 80.

端末制御部８２では、無線通信部７０ａに対して端末制御信号１０２を送信するための送信データ７５ａを作成と出力を行い、また、無線通信部７０ｂに対して制御信号１０２ａ、１０２ｂを送信するための送信データ７５ｂを作成と出力を行う。 The terminal control unit 82 creates and outputs transmission data 75a for transmitting the terminal control signal 102 to the wireless communication unit 70a, and also transmits control signals 102a and 102b to the wireless communication unit 70b. The transmission data 75b of is created and output.

無線通信部６０ｂのデータ伝送速度は、無線通信部６０ａのデータ伝送速度より高速であるので、第２の動作モードにおける処理時間が短くなり、センサ端末３ａの消費電力を小さくすることが可能となる。 Since the data transmission speed of the wireless communication unit 60b is higher than the data transmission speed of the wireless communication unit 60a, the processing time in the second operation mode is shortened, and the power consumption of the sensor terminal 3a can be reduced. ..

以上、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 As described above, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

例えば、実施例ではゲートウェイがセンサ端末との時刻同期の状態を監視し、センサ端末に対して第２の動作モードに切り替える信号を出力する例を説明したが、センサ端末がゲートウェイと時刻同期した後、所定時間経過後または所定回数動作後に、第２の動作モードに切り替わってもよい。 For example, in the embodiment, the gateway monitors the time synchronization state with the sensor terminal and outputs a signal for switching to the second operation mode to the sensor terminal. However, after the sensor terminal synchronizes the time with the gateway, the gateway has been described. , The second operation mode may be switched to after a predetermined time elapses or after a predetermined number of operations.

１・・・センサシステム、２・・・設備、２ａ・・・モータ本体、３・・・センサ端末、３−２、３ａ・・・センサ端末、４、４ａ・・・ゲートウェイ、５・・・サーバ、６・・・ネットワーク端末、９・・・無線中継器、１０・・・高速通信回線、２０・・・軸受、２１・・・電力配線、２２・・・設置空間、２３・・・空圧機器、２４・・・流体配管、３０・・・センサ、３０ａ・・・温度センサ、３０ｂ・・・加速度センサ、３０ｃ・・・電流センサ、３０ｄ・・・超音波マイクロホン、３1、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・・センサ取り付け治具、３２・・・信号処理部、３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ・・・フィルタ、３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ・・・増幅器、３５・・・演算器、３６・・・ＡＤＣ、３７・・・マイコン、４０・・・電力、４０ａ・・・電力、４０ｂ・・・電力、４０ｃａ・・・電力、４０ｃｂ・・・電力、４１・・・自立電源、４２・・・環境発電素子、４３・・・蓄電部、４５・・・電源制御部、４６・・・電力検出部、４７・・・検出結果、５０、５０ａ、５０ｂ・・・クロック信号、５１・・・クロック源、５２、５２−２・・・通常クロック、５３、５３−２・・・高精度クロック、５４・・・クロック切り替え部、６０、６０ａ、６０ｂ・・・無線通信部、６１、６１ａ、６１ｂ・・・無線送受信部、６２、６２ａ、６２ｂ・・・アンテナ、６３・・・無線切り替え部、６４、６４ａ、６４ｂ・・・送信データ、６５、６５ａ、６５ｂ・・・受信データ、７０、７０ａ、７０ｂ・・・無線通信部、７１、７１ａ、７１ｂ・・・無線送受信部、７２、７２ａ、７２ｂ・・・アンテナ、７４、７４ａ、７４ｂ・・・受信データ、７５、７５ａ、７５ｂ・・・送信データ、７６・・・受信データ（時刻同期）、８０・・・データ収集部、８１・・・学習結果格納部、８２・・・端末制御部、８３・・・時刻同期部、８４・・・通信部、８５・・・クロック、９０・・・通信部、９０ａ・・・通信部（ゲートウェイ向け）、９０ｂ・・・通信部（ネットワーク端末向け）、９１・・・端末データ蓄積部、９２・・・解析・学習部、９３・・・解析・学習結果蓄積部、１０１・・・端末データ、１０１ａ・・・要求信号、１０１ｂ・・・端末データ（学習用）、１０２・・・制御信号、１０２ａ・・・制御信号（端末制御値含）、１０２ｂ・・・制御信号（時刻同期用）、１０３・・・制御値、１１１・・・端末データ（データ収集後）、１１２・・・学習結果、１２１・・・要求信号、１２２・・・稼働状況、１２３・・・解析結果、１３１・・・第１の動作モード、１３２・・・第２の動作モード、２０１・・・第１のクロック状態、２０２・・・第２のクロック状態、２０３・・・第３のクロック状態、２１０・・・基準点、２１１、２１１−２・・・同期ズレ。 1 ... Sensor system, 2 ... Equipment, 2a ... Motor body, 3 ... Sensor terminal, 3-2, 3a ... Sensor terminal, 4, 4a ... Gateway, 5 ... Server, 6 ... network terminal, 9 ... wireless repeater, 10 ... high-speed communication line, 20 ... bearing, 21 ... power wiring, 22 ... installation space, 23 ... empty Pressure equipment, 24 ... fluid piping, 30 ... sensor, 30a ... temperature sensor, 30b ... acceleration sensor, 30c ... current sensor, 30d ... ultrasonic microphone, 31, 31a, 31b , 31c, 31d ... Sensor mounting jig, 32 ... Signal processing unit, 33, 33a, 33b, 33c, 33d ... Filter, 34, 34a, 34b, 34c, 34d ... Amplifier, 35.・・ Arithmetic unit, 36 ・・・ ADC, 37 ・・・ microcomputer, 40 ・・・ power, 40a ・・・ power, 40b ・・・ power, 40ca ・・・ power, 40ccb ・・・ power, 41 ・・-Independent power supply, 42 ... Environmental power generation element, 43 ... Power storage unit, 45 ... Power supply control unit, 46 ... Power detection unit, 47 ... Detection result, 50, 50a, 50b ... Clock signal, 51 ... Clock source, 52, 52-2 ... Normal clock, 53, 53-2 ... High-precision clock, 54 ... Clock switching unit, 60, 60a, 60b ... Wireless Communication unit, 61, 61a, 61b ... Radio transmission / reception unit, 62, 62a, 62b ... Antenna, 63 ... Radio switching unit, 64, 64a, 64b ... Transmission data, 65, 65a, 65b. -Received data, 70, 70a, 70b ... Wireless communication unit, 71, 71a, 71b ... Radio transmission / reception unit, 72, 72a, 72b ... Antenna, 74, 74a, 74b ... Received data, 75, 75a, 75b ... Transmission data, 76 ... Received data (time synchronization), 80 ... Data collection unit, 81 ... Learning result storage unit, 82 ... Terminal control unit, 83 ... -Time synchronization unit, 84 ... communication unit, 85 ... clock, 90 ... communication unit, 90a ... communication unit (for gateway), 90b ... communication unit (for network terminal), 91.・・ Terminal data storage unit, 92 ・・・ Analysis / learning unit, 93 ・・・ Analysis / learning result storage unit, 101 ・・・ Terminal data, 101a ・・・ Request signal, 101b ・・・ Terminal data (for learning) ), 102 ... Control signal, 102a ... Control signal (including terminal control value), 102b. .. Control signal (for time synchronization), 103 ... Control value, 111 ... Terminal data (after data collection), 112 ... Learning result, 121 ... Request signal, 122 ... Operating status, 123 ... Analysis result, 131 ... 1st operation mode, 132 ... 2nd operation mode, 201 ... 1st clock state, 202 ... 2nd clock state, 203 ... -Third clock state, 210 ... reference point, 211, 211-2 ... synchronization shift.

Claims

In a wireless sensor system that senses the operating state of a device,
A sensor terminal that operates in the first operation mode and the second operation mode,
A gateway that collects data from the sensor terminal and
Equipped with
The sensor terminal is
With the sensor
A control unit that controls the operating state of the sensor, and
A signal processing unit that processes the sensor signal from the sensor, and
A wireless communication unit for wirelessly communicating data processed by the signal processing unit, and
An independent power supply unit that supplies electric power to the sensor, the control unit, the signal processing unit, and the wireless communication unit.
A clock source having a clock switching unit for switching between a first clock used in the first operation mode and a second clock used in the second operation mode.
Equipped with
In the first operation mode, the sensor terminal performs sensing and transmission of sensing data in a predetermined cycle, and in the second operation mode, changes the control value of the control unit and synchronizes the time with the gateway. ,
The second clock has less frequency variation or phase noise than the first clock.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to claim 1,
The sensor terminal further includes a power detection unit that measures the amount of electricity stored in the self-sustaining power supply unit, and when the measured amount of electricity is sufficient for operating in the second operation mode, the second operation. It is possible to switch to the operation mode of
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to claim 1,
The gateway has a function of monitoring the state of time synchronization with the sensor terminal, and when the amount of time synchronization deviation is out of a certain range, the sensor terminal is switched to the second operation mode. Give a signal to instruct
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to claim 1,
The sensor terminal switches to the second operation mode after time synchronization with the gateway, after a predetermined time or more, or after a predetermined number of operations.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to claim 1,
When the sensor terminal is restarted, the sensor terminal switches to the second operation mode.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to claim 3,
The digital data wirelessly communicated by the sensor terminal includes a value indicating a time synchronization state.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to claim 1,
When there are a plurality of the sensor terminals, the gateway gives different delay amounts to the plurality of sensor terminals and synchronizes the time.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to claim 1,
When the gateway has a plurality of the sensor terminals, the sensing timings are all the same for the plurality of sensor terminals, and the wireless transmissions are given different delay amounts to synchronize the time.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to claim 1,
In the second operation mode, the self-sustaining power supply unit increases the power supply to the control unit, the signal processing unit, the wireless communication unit, and the clock source as compared with the first operation mode.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to claim 1,
The wireless communication unit of the sensor terminal includes a first wireless communication unit, a second wireless communication unit, and a wireless switching unit that switches between the first wireless communication unit and the second wireless communication unit. death,
The first wireless communication unit operates in the first operation mode, and the second wireless communication unit operates in the second operation mode.
The data transmission speed of the second wireless communication unit is higher than the data transmission speed of the first wireless communication unit.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to any one of claims 1 to 10.
The first clock of the sensor terminal is composed of an oscillator built in a microcomputer.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to any one of claims 1 to 10.
The second clock of the sensor terminal is composed of a crystal oscillator.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to any one of claims 1 to 10.
The clock of the gateway has a smaller frequency fluctuation or phase noise than the second clock of the sensor terminal.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to any one of claims 1 to 10.
The sensor is a combination of either an accelerometer or a current sensor or an ultrasonic microphone or a temperature sensor.
Wireless sensor system.

In the wireless sensor system according to any one of claims 1 to 10.
The self-sustaining power supply unit of the sensor terminal includes an energy harvesting element, a power storage unit, and a power supply control unit that controls the power generation state of the energy harvesting element and the power storage state of the power storage unit.
The energy harvesting element is a solar cell, a thermoelectric conversion element, or a vibration power generation element.
The power storage unit is an electric double layer capacitor or a secondary battery.
Wireless sensor system.