JP7791063B2 - 浸水検知装置及び浸水検知システム - Google Patents

Description

本開示は、浸水検知装置及び浸水検知システムに関する。

水路や河川の増水によって浸水が生じる場合がある。浸水検知装置が、浸水を検知する場合、圧力センサによって測定される圧力を用いることが想定される。圧力センサによって測定される圧力は、大気圧の変動による影響を受ける。特許文献１に開示のように、圧力センサによって測定される圧力と、気圧計により測定される大気圧とに基づいて浸水を判定することによって、大気圧の変動による影響を低減することができる。

特開２０１８－１２４２５０号公報

圧力センサによって測定される圧力と、気圧計により測定される大気圧とに基づいて浸水を判定する場合、気圧計から大気圧を取得する必要がある。

上記課題を解決する浸水検知装置は、制御装置を備え、前記制御装置は、所定の場所に配置された圧力センサが測定した圧力を示す圧力データであって所定の時間間隔で前記圧力センサが測定した圧力を示す圧力データを取得し、前記圧力の変動が所定値以上か否かを判定し、前記圧力の変動が前記所定値以上の場合、前記場所が浸水していると判定する。

制御装置は、圧力センサによって測定された圧力の変動が所定値以上の場合に、圧力センサが配置された場所が浸水していると判定する。圧力の変動から浸水を判定することによって、気圧計から大気圧を取得することなく、浸水の判定を行うことができる。

上記浸水検知装置について、前記制御装置は、前記圧力データを複数の前記圧力センサから取得し、前記圧力センサ毎に、前記圧力の変動が前記所定値以上か否かを判定してもよい。

上記浸水検知装置について、前記制御装置は、浸水していると判定した前記場所を示す情報を、ユーザ端末に提供してもよい。
上記課題を解決する浸水検知システムは、送信機と、浸水検知装置と、を備え、前記送信機は、所定の場所に配置された圧力センサと、所定の時間間隔で前記圧力センサが測定した圧力を示す圧力データを取得する取得処理を、前記所定の時間間隔よりも長い時間間隔で行う送信機用制御装置と、前記浸水検知装置に前記圧力データを示す情報を送信する送信回路と、を備え、前記浸水検知装置は、制御装置を備え、前記制御装置は、前記圧力の変動が所定値以上か否かを判定し、前記圧力の変動が前記所定値以上の場合、前記場所が浸水していると判定する。

圧力の変動から浸水を判定することによって、気圧計から大気圧を取得することなく、浸水の判定を行うことができる。

本発明によれば、気圧計から大気圧を取得しなくても、浸水の判定を行うことができる。

浸水検知システムの概略図である。 浸水検知システムの概略構成図である。 送信機用制御装置が圧力センサから圧力データを取得する時間間隔を示すタイムチャートである。 浸水検知装置が行う処理を示すフローチャートである。

以下、浸水検知装置、及び浸水検知システムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、浸水検知システム１０は、送信機１１と、浸水検知装置２０と、を備える。浸水検知装置２０は、受信機２１と、サーバ３１と、を備える。

＜送信機＞
送信機１１は、浸水検知システム１０にのみ用いられる専用品であってもよいし、タイヤの空気圧を測定する空気圧センサとして兼用できるものであってもよい。

送信機１１は、所定の場所に配置されている。所定の場所は、浸水が生じ得る場所である。送信機１１は、例えば、水路の近傍、又は河川の近傍に設けられる。送信機１１は、構造物に取り付けられている。構造物は、壁ＳＴ１、杭ＳＴ２、電柱ＳＴ３、及び建屋ＳＴ４を含む。図１に示す例では、壁ＳＴ１に２つの送信機１１が取り付けられている。杭ＳＴ２、電柱ＳＴ３、及び建屋ＳＴ４に１つずつ送信機１１が取り付けられている。壁ＳＴ１に取り付けられた２つの送信機１１のうちの１つを適宜、送信機１１Ａとし、残りの送信機１１を適宜、送信機１１Ｂとする。杭ＳＴ２に取り付けられた送信機１１を適宜、送信機１１Ｃとする。送信機１１Ａと送信機１１Ｂとは、水平方向の位置が同一であって高さ方向の位置が異なるように設けられている。送信機１１Ａと送信機１１Ｃとは、高さ方向の位置が同一であって水平方向の位置が異なるように設けられている。

図２に示すように、送信機１１は、圧力センサ１２を備える。圧力センサ１２は、受圧部１２ａを備える。圧力センサ１２は、受圧部１２ａに加わる圧力を測定する。受圧部１２ａは、外気に露出するように設けられている。圧力センサ１２は、送信機１１の一部であり、所定の場所に配置されている。

送信機１１は、送信機用制御装置１３を備える。送信機用制御装置１３は、例えば、プロセッサ１４と、記憶部１５と、を備える。プロセッサ１４としては、例えば、MPU(Micro Processing Unit)、CPU(Central Processing Unit)、及びDSP(Digital Signal Processor)を挙げることができる。記憶部１５は、RAM（Random Access Memory）、及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部１５は、処理をプロセッサ１４に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部１５、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。送信機用制御装置１３は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である送信機用制御装置１３は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。記憶部１５は、送信機１１の固有の識別情報を示すＩＤコードを記憶している。

送信機１１は、送信回路１６を備える。送信回路１６は、送信機用制御装置１３から入力されたフレームに応じた変調を行う。フレームは、プロトコルで規定されたフォーマットのデータで構成されている。フレームは、圧力データ、及びＩＤコードを含む。圧力データは、圧力センサ１２の測定結果である。

送信機１１は、送信アンテナ１７を備える。送信回路１６は、変調を行った無線信号を送信アンテナ１７から送信する。この無線信号は、圧力データを示す情報、及びＩＤコードを示す情報を含んだ信号である。

図３に示すように、送信機用制御装置１３は、第１時間間隔Ｔ１で取得処理を行う。取得処理は、圧力センサ１２が測定した圧力を示す圧力データを圧力センサ１２から複数回取得する処理である。取得処理では、送信機用制御装置１３は、第２時間間隔Ｔ２で、圧力センサ１２から圧力データを取得する。取得処理で圧力データが取得される回数は、例えば、６回～１０回の範囲で任意に設定することができる。第１時間間隔Ｔ１は、第２時間間隔Ｔ２よりも長い。第２時間間隔Ｔ２は、所定の時間間隔である。第１時間間隔Ｔ１は、例えば、６０［ｓｅｃ］～１５０［ｓｅｃ］の範囲から任意に設定することができる。第２時間間隔Ｔ２は、例えば、１００～２００［ｍｓｅｃ］の範囲から任意に設定することができる。送信機用制御装置１３は、圧力センサ１２から圧力データを取得する度に、送信回路１６から無線信号を送信する。

＜受信機＞
図１に示すように、受信機２１は、構造物に取り付けられている。受信機２１は、送信機１１からの無線信号を受信可能な位置に設けられている。受信機２１は、複数の送信機１１から送信された無線信号を受信可能である。受信機２１の数は、送信機１１の数よりも少ない。

図２に示すように、受信機２１は、受信機用制御装置２２を備える。受信機用制御装置２２のハードウェア構成は、例えば、送信機用制御装置１３と同一である。受信機用制御装置２２は、例えば、プロセッサ２３と、記憶部２４と、を備える。

受信機２１は、受信回路２５を備える。受信回路２５は、送信機１１から送信された無線信号を復調して、フレームに含まれるデータを得る。受信回路２５は、データを受信機用制御装置２２に出力する。これにより、受信機用制御装置２２は、圧力センサ１２の測定結果である圧力データ、及び無線信号を送信した送信機１１のＩＤコードを取得する。

受信機２１は、受信アンテナ２６を備える。受信アンテナ２６は、送信機１１から送信された無線信号を受信する。受信アンテナ２６が受信した無線信号は、受信回路２５に入力される。

受信機２１は、通信装置２７を備える。通信装置２７は、通信制御部やポート等を備え、通信網ＮＷを通じて情報の送受信を行うことができるネットワーク機器である。通信装置２７は、通信網ＮＷを介してサーバ３１に接続されている。

＜サーバ＞
サーバ３１は、サーバ用制御装置３２を備える。サーバ用制御装置３２のハードウェア構成は、例えば、送信機用制御装置１３と同一である。サーバ用制御装置３２は、例えば、プロセッサ３３と、記憶部３４と、を備える。

記憶部３４には、送信機１１のＩＤコードと、送信機１１の位置とを対応付けた対応関係が記憶されている。送信機１１の位置は、絶対座標系での位置である。送信機１１の位置は、例えば、経緯度である。

サーバ３１は、通信装置３５を備える。通信装置３５は、例えば、通信装置２７と同様のものである。通信装置３５は、通信網ＮＷを介して受信機２１に接続されている。これにより、サーバ３１と受信機２１とは、互いに情報の送受信が可能である。

サーバ３１は、ユーザ端末４０に情報を提供可能である。例えば、サーバ３１は、通信網ＮＷを介してユーザ端末４０に情報を提供する。ユーザ端末４０は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、又はパーソナルコンピュータである。

＜浸水検知装置が行う制御＞
浸水検知装置２０が行う制御について説明する。以下の制御は、所定の制御周期で繰り返し行われる。

図４に示すように、ステップＳ１において、受信機用制御装置２２は、圧力データを取得する。詳細にいえば、送信機１１からの無線信号を受信アンテナ２６が受信すると、受信回路２５で無線信号が復調されることによって受信機用制御装置２２は、圧力データを取得する。ステップＳ１において、受信機用制御装置２２は、取得処理によって第２時間間隔Ｔ２で複数回取得された圧力データを取得する。受信機用制御装置２２は、受信機２１が無線信号を受信し得る複数の送信機１１から無線信号を受信する度に、圧力データを取得する。従って、受信機用制御装置２２は、圧力データを複数の圧力センサ１２から取得する。

次に、ステップＳ２において、受信機用制御装置２２は、ステップＳ１で複数回取得された圧力データによって示される圧力から、圧力の変動が所定値以上か否かを判定する。受信機用制御装置２２は、取得処理が行われている間に、圧力センサ１２によって測定される圧力に所定値以上の変動があったか否かを判定するといえる。圧力の変動が所定値以上か否かは、種々の手法で判定することができる。受信機用制御装置２２は、圧力の最高値と圧力の最低値との差が所定値以上の場合に、圧力の変動が所定値以上と判定してもよい。受信機用制御装置２２は、圧力の標準偏差を算出し、標準偏差が所定値以上の場合に、圧力の変動が所定値以上と判定してもよい。受信機用制御装置２２は、複数回測定された圧力のそれぞれについて、前回値との差を算出し、前回値との差が所定値以上の場合に、圧力の変動が所定値以上と判定してもよい。所定値としては、例えば、大気圧の変動による圧力の変動によってステップＳ２の判定結果が肯定にならないように設定される。ステップＳ２の処理は、ＩＤコード毎に個別に行われる。これにより、受信機用制御装置２２は、圧力センサ１２毎に、圧力の変動が所定値以上か否かを判定している。ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、受信機用制御装置２２は、ステップＳ３の処理を行う。ステップＳ２の判定結果が否定の場合、受信機用制御装置２２は、ステップＳ４の処理を行う。

ステップＳ３において、受信機用制御装置２２は、圧力が所定値以上変動した圧力センサ１２が配置されている場所は、浸水していると判定する。ステップＳ３の処理を終えると、受信機用制御装置２２は、ステップＳ５の処理を行う。

ステップＳ４において、受信機用制御装置２２は、圧力が所定値以上変動した圧力センサ１２が配置されている場所は、浸水していないと判定する。ステップＳ４の処理を終えると、受信機用制御装置２２は、ステップＳ５の処理を行う。

ステップＳ５において、受信機用制御装置２２は、ＩＤコードに浸水しているか否かの判定結果を対応付けたデータをサーバ３１に送信する。
次に、ステップＳ６において、サーバ用制御装置３２は、受信機用制御装置２２が浸水していると判定した場所を示す情報を、ユーザ端末４０に提供する。サーバ用制御装置３２は、ステップＳ５で送信される判定結果から、浸水している場所に配置された送信機１１のＩＤコードを認識できる。サーバ用制御装置３２は、記憶部３４に記憶された対応関係を用いて、浸水している場所を認識する。この際、サーバ用制御装置３２は、浸水していると判定された送信機１１が配置された場所を基準とする所定範囲が浸水していると判定してもよい。

サーバ用制御装置３２は、ユーザ端末４０に対してウェブブラウザ及びアプリケーションの少なくとも一方で、浸水している場所を示す情報を提供する。浸水している場所を示す情報は、テキストで提供されてもよいし、画像で提供されてもよい。浸水している場所を示す情報をテキストで提供する場合、浸水している場所の地名がユーザ端末４０に表示されるようにしてもよい。浸水している場所を示す情報を画像で提供する場合、地図画像に浸水している範囲を描写した画像がユーザ端末４０に表示されるようにしてもよい。本実施形態において、受信機用制御装置２２及びサーバ用制御装置３２は、制御装置である。

［本実施形態の作用］
図１に示すように、送信機１１の配置されている場所が浸水すると、圧力センサ１２の受圧部１２ａには、水Ｆからの圧力が加わる。圧力センサ１２の受圧部１２ａに加わる水Ｆからの圧力によって、圧力センサ１２が複数回圧力データを取得すると、圧力の変動が所定値以上になる。

［本実施形態の効果］
（１）受信機用制御装置２２は、圧力センサ１２によって測定された圧力の変動が所定値以上の場合に、圧力センサ１２が配置された場所が浸水していると判定する。圧力の変動から浸水を判定することによって、気圧計から大気圧を取得しなくても、浸水の判定を行うことができる。浸水検知システム１０が気圧計を備えていなくてもよく、製造コストの低減を図ることができる。

（２）受信機用制御装置２２が、圧力センサ１２の配置されている場所が浸水しているか否かを判定している。サーバ用制御装置３２が、圧力センサ１２の配置されている場所が浸水しているか否かを判定する場合に比べて、受信機２１からサーバ３１に送信されるデータ量を減らすことができる。

（３）サーバ用制御装置３２は、浸水している場所を示す情報をユーザ端末４０に提供する。これにより、浸水している場所をユーザに通知することができる。
（４）送信機１１から送信される電波を受信機２１で受信して、電波の強度から浸水を判定する場合、送信機１１と受信機２１との距離によって電波の強度が変化する。このため、送信機１１から送信される電波の強度から浸水を判定する場合、送信機１１と受信機２１との距離に応じてセッティングを変更する必要がある。これに対して、圧力センサ１２によって測定された圧力を用いて浸水を判定することによって、送信機１１と受信機２１との距離に応じてセッティングを変更する必要がない。

（５）２つの接点を用いて浸水を判定する場合、接点の汚れによって判定精度が低下する場合がある。これに対して、圧力センサ１２を用いて浸水を判定する場合、２つの接点を用いる場合に比べて、汚れの影響を受けにくい。

（６）送信機用制御装置１３は、第１時間間隔Ｔ１で取得処理を行う。第１時間間隔Ｔ１は、第２時間間隔Ｔ２よりも長いため、取得処理を継続して行う場合に比べて、電力消費を低減することができる。

［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・受信機用制御装置２２は、圧力センサ１２の配置されている場所が浸水しているか否かの判定結果を比較することで、浸水に関する情報を得てもよい。例えば、受信機用制御装置２２は、送信機１１Ａが浸水していると判定し、かつ、送信機１１Ｂが浸水していないと判定した場合、水位が送信機１１Ａと送信機１１Ｂとの間であると判定してもよい。受信機用制御装置２２は、送信機１１Ａが浸水していると判定し、かつ、送信機１１Ｃが浸水していないと判定した場合、送信機１１Ａと送信機１１Ｃとの間の範囲が浸水していると判定してもよい。上記した処理は、サーバ用制御装置３２が行ってもよい。

・送信機用制御装置１３が、圧力センサ１２の配置されている場所が浸水しているか否かを判定してもよい。この場合、送信機用制御装置１３は、ＩＤコードに浸水しているか否かの判定結果を対応付けたデータを送信してもよい。このデータは、受信機２１に送信されてもよいし、通信網ＮＷを介してサーバ３１に送信されてもよい。この場合、送信機用制御装置１３が、制御装置、及び浸水検知装置である。また、送信機用制御装置１３は、圧力センサ１２の配置されている場所が浸水していると判定した場合、報知器による報知を行ってもよい。報知器は、例えば、音又は表示によって報知を行う。

・サーバ用制御装置３２が、圧力センサ１２の配置されている場所が浸水しているか否かを判定してもよい。この場合、受信機用制御装置２２は、送信機１１から取得した圧力データにＩＤコードを対応付けたデータをサーバ３１に送信してもよい。また、送信機１１が通信網ＮＷを介してサーバ３１にデータを送信できる場合、送信機１１からサーバ３１に、圧力データにＩＤコードを対応付けたデータが送信されるようにしてもよい。この場合、サーバ用制御装置３２が、制御装置、及び浸水検知装置である。

・受信機用制御装置２２が、浸水している場所を示す情報を、ユーザ端末４０に提供してもよい。この場合、受信機用制御装置２２が、制御装置、及び浸水検知装置である。
・送信機用制御装置１３は、取得処理を継続して行ってもよい。この場合、受信機用制御装置２２は、直近の所定回数の圧力データを用いて、圧力センサ１２の配置されている場所が浸水しているか否かを判定してもよい。所定回数は、例えば、取得処理で圧力データが取得される回数と同一である。

１０…浸水検知システム、１１…送信機、１２…圧力センサ、１３…送信機用制御装置、２０…浸水検知装置、２２…制御装置である受信機用制御装置、３２…制御装置であるサーバ用制御装置、４０…ユーザ端末。

Claims (4)

1. 制御装置を備え、
   前記制御装置は、
   所定の場所に配置された圧力センサが測定した圧力を示す圧力データであって所定の時間間隔で前記圧力センサが測定した圧力を示す圧力データを取得し、
   前記所定の時間間隔よりも長い時間間隔で行われる取得処理であって前記所定の時間間隔で複数回前記圧力データを取得する取得処理によって取得された前記圧力の最高値と最低値との差が所定値以上の場合、前記取得処理によって取得された前記圧力の変動が前記所定値以上であると判定し、
   前記圧力の変動が前記所定値以上の場合、前記場所が浸水していると判定する、浸水検知装置。
2. 前記制御装置は、
   前記圧力データを複数の前記圧力センサから取得し、
   前記圧力センサ毎に、前記圧力の変動が前記所定値以上か否かを判定する、請求項１に記載の浸水検知装置。
3. 前記制御装置は、浸水していると判定した前記場所を示す情報を、ユーザ端末に提供する、請求項１又は請求項２に記載の浸水検知装置。
4. 送信機と、
   浸水検知装置と、を備え、
   前記送信機は、
   所定の場所に配置された圧力センサと、
   所定の時間間隔で前記圧力センサが測定した圧力を示す圧力データを複数回取得する取得処理を、前記所定の時間間隔よりも長い時間間隔で行う送信機用制御装置と、
   前記浸水検知装置に前記圧力データを示す情報を送信する送信回路と、を備え、
   前記浸水検知装置は、制御装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記取得処理によって取得された前記圧力の最高値と最低値との差が所定値以上の場合、前記取得処理によって取得された前記圧力の変動が前記所定値以上であると判定し、
   前記圧力の変動が前記所定値以上の場合、前記場所が浸水していると判定する、浸水検知システム。