JPH117596A - データ検出装置及びその電源管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 海底に設置されるデータ検出装置の電源電池
の消耗を抑制する。 【解決手段】 測定個所に設置されて目的のデータを検
出し、そのデータを遠隔地に設置されたデータ読取装置
１１に向けて送信するデータ検出装置１０において、主
電源電池３０と、データを測定するためのセンサ１２、
メインＣＰＵ２１及び測定用ＣＰＵ２２と、測定された
データを記憶するメインメモリ２５と、データ読取装置
１１との間で通信するための送信機２６及び受信機２７
と、これらを制御する管理用ＣＰＵ２３とを設ける。デ
ータ読取装置１１から送信される識別信号を受信機２７
が受信したか否かを管理用ＣＰＵ２３で判別し、受信し
たと判別した場合にメインＣＰＵ２１及び送信機２６に
電力を供給してデータの送信を開始させ、送信終了後は
その電力の供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海底等の遠隔地に
設置されて地盤変位等の各種データを検出する装置及び
その電源管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】港湾を埋立てて空港等の海上施設を建設
する場合、その埋立てに使用した土砂や建設された施設
の重量により埋立て後も地盤が沈下を続けることがあ
る。そこで、埋立て先立って海底面にその沈下量等を検
出する装置を設置し、埋立て完了後もその装置を利用し
て継続的に地盤の変化を監視して必要な対策を施すこと
が検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の検出装置は埋立
てられた地層の最下部に置かれるため、その動作に必要
な電力を海上から供給することは困難である。そこで、
検出装置にはその動作期間に見合うだけの電源電池を設
けねばならない。しかしながら、埋立て完了後の地盤変
化は１０〜２０年の長期に亘ることがあるため、動作期
間に合わせて電源電池を増加させるだけでは装置がいた
ずらに大型化し、コストが嵩む。そこで、電源電池をな
るべく消耗させないように装置の各部の動作を制御する
必要が生じる。また、検出装置を途中で保守点検するこ
とができないため、検出したデータの読み取りが不可能
とならないよう安全性を高めておく必要もある。

【０００４】本発明は、電源電池の消耗を抑制でき、さ
らにはデータの読み取りについての安全性を高められる
データ検出装置及びその電源管理方法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下、本発明の実施形態
を示す図面に対応付けて本発明を説明する。但し、本発
明は図示の形態に限定されない。

【０００６】請求項１の発明は、測定個所に設置されて
目的のデータを検出し、そのデータを遠隔地に設置され
たデータ読取装置（１１）に向けて送信するデータ検出
装置（１０）であって、電源電池（３０）と、データを
測定する測定手段（１２，２１，２２）と、測定された
データを記憶する記憶手段（２５）と、データ読取装置
（１１）との間で通信するための送信手段（２１，２
６）及び受信手段（２１，２７）と、測定手段（１２，
２２）、送信手段（２１，２６）、受信手段（２１，２
７）及び電源電池（３０）を制御する制御手段（２３）
と、を具備し、制御手段（２３）は、データ読取装置
（１１）から送信される識別信号を受信手段（２１，２
７）が受信したか否かを判別する判別手段と、識別信号
を受信したと判別した場合に送信手段（２１，２６）に
電力を供給してデータの送信を開始させ、送信終了後は
その電力の供給を停止する送信制御手段と、を備えたデ
ータ検出装置により、上述した課題を解決する。

【０００７】この発明によれば、データ読取装置（１
１）から所定の識別信号が出力されたときに送信手段
（２１，２６）に電力が供給されて送信が行われるの
で、非送信時の消費電力を節減できる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１のデータ検出
装置において、予め定められた時期に測定手段（１２，
２１，２２）に電力を供給してデータの測定及び記憶を
行わせ、測定終了後はその電力の供給を停止する測定制
御手段を制御手段（２３）が備えていることを特徴とす
る。

【０００９】この発明によれば、予め定めた測定時期の
み測定手段（１２，２２）に電力が供給されるので、非
測定時の消費電力を節減できる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１のデータ検出
装置において、予め定めた周期に従って受信手段（２
７）に対する電力の供給及び供給停止を切り換える受信
制御手段を制御手段（２３）が備えていることを特徴と
する。

【００１１】この発明によれば、夜間や休日のようにデ
ータ読取装置（１１）による読み取り作業が行われない
ときの受信手段（２７）の消費電力を節減できる。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１のデータ検出
装置において、予め定められた周期で送信手段（２１，
２６）に電力を供給してデータの送信を開始させ、送信
終了後はその電力の供給を停止する定期送信手段を制御
手段（２３）が備えていることを特徴とする。また、請
求項５の発明は、請求項１のデータ検出装置において、
識別信号を受信しない状態が所定時間継続したことを条
件として、送信手段（２１，２６）に電力を供給してデ
ータの送信を開始させ、送信終了後はその電力の供給を
停止する強制送信手段を制御手段（２３）が備えている
ことを特徴とする。

【００１３】これらの発明によれば、データ読取装置
（１１）からの識別信号の出力に対するデータ送信が何
らかの原因で不可能となった場合でも、予め定めた時
期、あるいは一定時間経過後にデータ検出装置（１０）
が自発的にデータを送信する。

【００１４】請求項６の発明は、測定個所に設置されて
目的のデータを検出し、そのデータを遠隔地に設置され
たデータ読取装置（１１）に向けて送信するデータ検出
装置（１０）の電源管理方法であって、データ検出装置
（１０）に設けられた受信手段（２７）に電力を供給し
てデータ読取装置（１１）から送信される識別信号を受
信したか否かを判別し、識別信号を受信したと判別した
場合に、データ検出装置（１０）に設けられた送信手段
（２１，２６）に電力を供給してデータの送信を開始さ
せ、送信終了後はその電力の供給を停止することを特徴
とするデータ検出装置の電源管理方法により、上述した
課題を解決する。この発明によれば、データの非送信時
の消費電力を節減できる。

【００１５】請求項７の発明は、請求項６の電源管理方
法において、データ検出装置（１０）に設けられた測定
手段（１２，２１，２２）に対して予め定められた時期
に電力を供給してデータの測定及び記憶を行わせ、測定
終了後はその電力の供給を停止することを特徴とする。
この発明によれば、データの非測定時の消費電力を節減
できる。

【００１６】請求項８の発明は、請求項６の電源管理方
法において、予め定めた周期に従って受信手段（２７）
に対する電力の供給及び遮断を切り換えることを特徴と
する。この発明によれば、夜間や休日等、データ読取装
置（１１）による読み取り作業が行われないときの受信
手段（２７）の消費電力を節減できる。

【００１７】請求項９の発明は、請求項６の電源管理方
法において、予め定められた周期で送信手段に電力を供
給してデータの送信を開始させ、送信終了後はその電力
の供給を停止することを特徴とする。また、請求項１０
の発明は、請求項６の電源管理方法において、識別信号
を受信しない状態が所定時間継続したことを条件とし
て、送信手段に電力を供給してデータの送信を開始さ
せ、送信終了後はその電力の供給を停止することを特徴
とする。

【００１８】これらの発明によれば、データ読取装置
（１１）からの識別信号の出力に対するデータ送信が何
らかの原因で不可能となった場合でも、予め定めた時
期、あるいは一定時間経過後にデータ検出装置（１０）
が自発的にデータを送信する。

【００１９】

【発明の実施の形態】図４は本発明が適用された検出装
置を含む海底変位測定システムの概略を示すものであ
る。このシステムは、データ検出装置１０と、そのデー
タ検出装置１０が検出したデータを読み取るためのデー
タ読取装置１１とを有している。データ検出装置１０
は、埋立て前の海底ＢＴ１に設置されて埋立て用の土砂
層ＥＳに覆われる装置本体１０ａと、その装置本体１０
ａとケーブルで接続されて所定の測定個所に設置される
複数のセンサ１２…とを有している。センサ１２は海底
ＢＴ１の変位に相関する物理量（例えば圧力）を測定
し、その測定結果に対応した信号を装置本体１０ａに送
信する。

【００２０】データ読取装置１１はデータ処理装置１３
とケーブルで接続される。データ処理装置１３は測定船
１６上に設置され、データ読取装置１１はその測定船１
６から埋立て後の海底ＢＴ２に降ろされる。海底ＢＴ２
に着地したデータ読取装置１１とデータ検出装置１０と
の間でデータ通信が行われることにより、データ検出装
置１０が検出したデータがデータ処理装置１３に入力さ
れて解析される。データ検出装置１０からデータ検出装
置１１への通信には電波ＲＷが、その逆方向の通信には
弾性波ＥＷが使用される。データ読取装置１１からデー
タ検出装置１０への通信に電波を使用しないのは、デー
タ検出装置１１から電波を発信すると、その電波が海面
ＳＦを抜けて空中に発散するおそれが生じるからであ
る。なお、データ検出装置１０からデータ読取装置１１
に向けて送信される電波ＲＷは海面ＳＦに達するまでに
十分に減衰し、そのような心配はない。

【００２１】測定船１６にはＧＰＳ受信機１４が設置さ
れる。複数のＧＰＳ衛星１５…からの送信データをＧＰ
Ｓ受信機１４で受信して測定船１６の位置を特定するこ
とにより、データ読取装置１１をデータ検出装置１０の
設置個所の上方に正確に導くことができる。

【００２２】図１はデータ検出装置１０の構成を示すブ
ロック図である。装置本体１０ａは耐圧密封構造の筐体
２０を備えており、その内部には、データ検出装置１０
の主たる処理を実行するためのメインＣＰＵ２１と、セ
ンサ群１２を用いた測定処理を実行するための測定用Ｃ
ＰＵ２２と、これらのＣＰＵ２１、２２や電源ユニット
２４等を管理するための管理用ＣＰＵ２３と、センサ群
１２の測定データ等を記憶するためのメインメモリ２５
と、データ読取装置１１との間で通信するための送信機
２６及び受信機２７とが設けられている。筐体２０の外
部には、アンテナ２８及び加速度センサ２９が設けられ
る。加速度センサ２９はデータ読取装置１１から送られ
る弾性波に応じた信号を出力し、その受信信号は受信機
２７を介して管理用ＣＰＵ２３に入力される。送信機２
６はメインＣＰＵ２１から受け取ったデータをアンテナ
２８から送信する。

【００２３】電源ユニット２４は、主電源電池３０、予
備電池３１及び電源切替回路３２を備えている。主電源
電池３０は多数のリチウム電池を組み合せて構成され
る。例えば１２Ｖの電圧を供給する場合、定格３Ｖのリ
チウム電池が４個直列に接続されて一つの単位電池Ｃが
構成され、その単位電池Ｃがユニット２４内に多数収容
される。これらの単位電池Ｃの一つが電源切替回路３２
を介して管理用ＣＰＵ２３と選択的に接続される。

【００２４】電源ユニット２４から管理用ＣＰＵ２３に
供給される電圧Ｖの値は管理用ＣＰＵ２３にて常時監視
される。電圧Ｖが所定値よりも降下すると管理用ＣＰＵ
２３は電源切替回路３２に単位電池Ｃの切り替えを指示
し、それに応じて電源切替回路３２は次の新しい単位電
池Ｃが外部と接続されるように電源ユニット２４の内部
回路を切り替える。このような構成により、装置１０の
外部からの補給なしで長期間（例えば１０年以上）に亘
って所定の電圧を供給できる。なお、主電源電池３０か
らの供給電圧が所定値よりも低下すると、電源切替回路
３２はスイッチＳＷ１を切り替えて予備電池３１を管理
用ＣＰＵ２３に接続する。

【００２５】管理用ＣＰＵ２３は、受信機２７からの受
信信号と、内蔵するカレンダータイマ３５の値とに基づ
いてメインＣＰＵ２１に所定の制御信号を出力するとと
もに、ＣＰＵ２１，２２、送信機２６及び受信機２７へ
の電源電圧Ｖの供給及び遮断を切り替える。切替手順の
詳細は後述する。なお、ＣＰＵ２１，２２への電源電圧
の供給及び遮断は、管理用ＣＰＵ２３から電源切替回路
３２に内蔵されたラッチリレーに対して所定の切替信号
を出力することにより達成される。電源ユニット２４か
ら供給される電圧は電源変換回路３３，３４によりそれ
ぞれのＣＰＵ２１，２２に適した電圧に変換される。

【００２６】メインＣＰＵ２１は、管理用ＣＰＵ２３か
らの指示に従って測定用ＣＰＵ２２に所定の測定処理を
実行させ、測定されたデータをメインメモリ２５に記憶
する。また、管理用ＣＰＵ２３からの指示に従って、メ
インメモリ２５が記憶するデータを送信機２６に受け渡
して送信させる。

【００２７】測定用ＣＰＵ２２とセンサ１２とは筐体２
０のコネクタ部４０及び筐体２０の内部に配置された複
数のマルチプレクサ３６を介して接続される。なお、マ
ルチプレクサ３６の一つは装置内に配置されたセンサ３
７と接続される。このセンサ３７は、センサ１２が測定
したデータを較正するために、装置１０の傾斜角、温度
等を検出する。

【００２８】コネクタ部４０の詳細を図２に示す。コネ
クタ部４０は、筐体２０の外面側にボルト４１にて固定
される円筒状のコネクタベース４２と、そのコネクタベ
ース４２の先端面に溶接されるキャップ４３とを有して
いる。コネクタベース４２には多数の端子４４…が取り
付けられ、それらの端子４４は、筐体２０の貫通孔２０
ａに挿通されたケーブル４５を介してマルチプレクサ３
６（図１参照）と接続されている。端子４４の取付部分
は主防水シール４６にて密封され、端子４４とケーブル
４５との接続部分は防水裏あて４７にて密封される。端
子４４の先端はキャップ４３の底板４３ａを貫いてキャ
ップ４３に露出する。この露出部分にセンサー１２から
のケーブル１２ａがはんだ付けされる。はんだ付けの完
了後、キャップ４３の内部はケーブル保護防水シール４
８が充填されて密封される。

【００２９】図３は管理用ＣＰＵ２３による電源管理処
理の手順を示すフローチャートである。この処理では、
電源管理用の情報として、「受信待機時間」、「測定時
刻」、「識別信号」、「定期送信時刻」及び「非受信許
容時間」を予め指定することが必要となる。受信待機時
間は、例えば毎日の午前６時から午後６時までのよう
に、一日のうちでデータ読取装置１１からの信号の受信
に備えて受信機２７を利用可能な状態に保持すべき時間
帯として設定される。測定時刻は、例えば毎日の午後０
時のように、一日のうちでセンサ１２による測定を実行
すべき時刻として設定される。識別信号は、データ読取
装置１１がデータ送信を要求するときに発する信号とし
て設定される。定期送信時刻は、データ読取装置１１か
らの信号の有無に拘わりなくデータ送信を行う時刻（例
えば午前９時と午後３時）として設定される。非受信許
容時間は、データ読取装置１１から上記の識別信号を受
け取らない状態の継続時間（以下、非受信時間）の許容
値として設定される。これらの値は、例えば管理用ＣＰ
Ｕ２３にＥＥＰＲＯＭを設けてそこに書き込んでおく。
データ読取装置１１からの信号により、これらの設定値
を書き換え可能としてもよい。受信待機時間、測定時刻
及び定期送信時刻は一週間や一月を単位として設定して
もよい。

【００３０】電源ユニット２４から管理用ＣＰＵ２３へ
所定の電圧が供給されると図２の処理が開始され、ます
ステップＳ１ではカレンダータイマ３５を参照して現在
時刻が受信待機時間か否か判別する。受信待機時間であ
ればステップＳ２で受信機２７の電源を投入し、そうで
なければステップＳ３で受信機２７の電源を遮断する。
続くステップＳ４では現在時刻が測定時刻か否か判別す
る。測定時刻であればステップＳ５でメインＣＰＵ２１
及び測定用ＣＰＵ２２の電源を投入するとともに、メイ
ンＣＰＵ２１に対してセンサ１２を用いたデータの測定
開始を要求し、その後にステップＳ６へ進む。測定時刻
でないときは測定を行わずにステップＳ６へ進む。

【００３１】ステップＳ６ではメインＣＰＵ２１からデ
ータ測定の完了信号を受け取ったか否か判別し、受け取
っていればステップＳ７で測定用電源を遮断してステッ
プＳ８へ進む。測定が終了していなければそのままステ
ップＳ８へ進む。ステップＳ８では、受信機２７からの
信号を参照してデータ読取装置１１から所定の識別信号
を受信したか否かを判別する。受信したときはステップ
Ｓ９にて非受信時間計測タイマをリセットしてステップ
Ｓ１０へ進む。ステップＳ１０では、メインＣＰＵ２１
及び送信機２６の電源を投入するとともに、メインメモ
リ２５に格納されたデータの送信をメインＣＰＵ２１に
対して要求する。ステップＳ１０の処理後はステップＳ
１３へ進む。

【００３２】ステップＳ８で識別信号を受信していない
ときにはステップＳ１１へ進み、現在時刻が定期送信時
刻か否かを判別する。定期送信時刻であればステップＳ
１０へ進み、そうでないときはステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２では非受信時間計測タイマの積算値が非
受信許容時間を超えたか否かを判別する。超えていれば
ステップＳ１０へ進み、そうでなければステップＳ１３
へ進む。ステップＳ１３では、メインＣＰＵ２１からデ
ータ送信の完了信号を受け取ったか否か判別し、受け取
っていなければステップＳ１へ戻る。受け取っていると
きはステップＳ１４へ進み、送信用電源を遮断してから
ステップＳ１へ戻る。

【００３３】以上の手順によれば、データ読取装置１１
によるデータ読み取り作業が行われない夜間や休日を受
信待機時間から外すことにより、受信機２７への無駄な
通電を抑えることができる。メインＣＰＵ２１、ＣＰＵ
２２及び送信機２６に対しては、データ測定及びデータ
送信を行うとき以外は電源が遮断されるから、主電源電
池３０の無駄な消費をさらに抑えることができる。

【００３４】以上の実施形態においては、センサ１２、
メインＣＰＵ２１及び測定用ＣＰＵ２２の組み合わせが
測定手段を、メインメモリ２５が記憶手段を、メインＣ
ＰＵ２１及び送信機２６の組み合わせが送信手段を、受
信機２７が受信手段を、管理用ＣＰＵ２３が制御手段を
それぞれ構成する。また、図３のステップＳ８が判別手
段に、ステップＳ１０、Ｓ１３及びＳ１４が送信制御手
段に、ステップＳ４、Ｓ５及びＳ６が測定制御手段に、
ステップＳ１、Ｓ２及びＳ３が受信制御手段に、ステッ
プＳ１１、Ｓ１０、Ｓ１３及びＳ１４が定期送信手段
に、ステップＳ１２、Ｓ１０、Ｓ１３及びＳ１４が強制
送信手段にそれぞれ相当する。なお、本発明は上述した
実施形態に限定されず、種々の形態で実施できる。デー
タ検出装置１０の設置個所は海底に限らない。

【００３５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のデータ
検出装置及びその電源管理方法によれば、データの非送
信時に送信手段の消費電力を節減して電源電池の消耗を
抑制し、それによりデータ検出装置の作動の信頼性を高
めるとともに、必要な電源電池の総容量を減少させてデ
ータ検出装置を小型化し、かつそのコストを低減させる
ことができる。また、非測定時における測定手段の消費
電力や、データ読取作業が行われない時間帯の受信手段
の消費電力を節減して電源電池の消耗をさらに抑制でき
る。また、何らかの原因でデータ読取装置から識別信号
を出力してもデータが送信されない状態が生じても、一
定時刻又は一定時間が経過した時点でデータ検出装置か
ら自発的にデータを送信させてデータ読み取りが完全に
不可能となる状況を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るデータ検出装置のブ
ロック図。

【図２】図１の装置のコネクタ部の詳細を示す図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図。

【図３】図１の管理用ＣＰＵによる電源管理手順を示す
フローチャート。

【図４】図１のデータ検出装置を用いた海底変位測定シ
ステムの概略を示す図。

【符号の説明】

１０ データ検出装置 １１ データ読取装置 １２ センサ ２１ メインＣＰＵ ２２ 測定用ＣＰＵ ２３ 管理用ＣＰＵ ２４ 電源ユニット ２５ メインメモリ ２６ 送信機 ２７ 受信機 ２８ アンテナ ２９ 加速度センサ ３０ 主電源電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加登 文士 広島県広島市安佐北区口田四丁目24−11

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定個所に設置されて目的のデータを検
   出し、そのデータを遠隔地に設置されたデータ読取装置
   に向けて送信するデータ検出装置であって、 電源電池と、 前記データを測定する測定手段と、 測定されたデータを記憶する記憶手段と、 前記データ読取装置との間で通信するための送信手段及
   び受信手段と、 前記測定手段、前記送信手段、前記受信手段及び前記電
   源電池を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段
   は、 前記データ読取装置から送信される識別信号を前記受信
   手段が受信したか否かを判別する判別手段と、 前記識別信号を受信したと判別した場合に、前記送信手
   段に対して電力を供給して前記データの送信を開始さ
   せ、送信終了後は前記電力の供給を停止する送信制御手
   段と、を備えていることを特徴とするデータ検出装置。
2. 【請求項２】 予め定められた時期に前記測定手段に電
   力を供給して前記データの測定及び記憶を行わせ、測定
   終了後は前記電力の供給を停止する測定制御手段を前記
   制御手段が備えていることを特徴とする請求項１記載の
   データ検出装置。
3. 【請求項３】 予め定められた周期に従って前記受信手
   段に対する電力の供給及び供給停止を切り替える受信制
   御手段を前記制御手段が備えていることを特徴とする請
   求項１記載のデータ検出装置。
4. 【請求項４】 予め定められた周期で前記送信手段に対
   して電力を供給して前記データの送信を開始させ、送信
   終了後は前記電力の供給を停止する定期送信手段を前記
   制御手段が備えていることを特徴とする請求項１記載の
   データ検出装置。
5. 【請求項５】 前記識別信号を受信しない状態が所定時
   間継続したことを条件として、前記送信手段に電力を供
   給して前記データの送信を開始させ、送信終了後は前記
   電力の供給を停止する強制送信手段を前記制御手段が備
   えていることを特徴とする請求項１記載のデータ検出装
   置。
6. 【請求項６】 測定個所に設置されて目的のデータを検
   出し、そのデータを遠隔地に設置されたデータ読取装置
   に向けて送信するデータ検出装置の電源管理方法であっ
   て、 前記データ検出装置に設けられた受信手段に電力を供給
   して前記データ読取装置から送信される識別信号を受信
   したか否かを判別し、 前記識別信号を受信したと判別した場合に、前記データ
   検出装置に設けられた送信手段に電力を供給して前記デ
   ータの送信を開始させ、送信終了後は前記電力の供給を
   停止することを特徴とするデータ検出装置の電源管理方
   法。
7. 【請求項７】 前記データ検出装置に設けられた測定手
   段に対して予め定められた時期に電力を供給して前記デ
   ータの測定及び記憶を行わせ、測定終了後は前記電力の
   供給を停止することを特徴とする請求項６記載の電源管
   理方法。
8. 【請求項８】 予め定められた周期に従って前記受信手
   段に対する電力の供給及び供給停止を切り替えることを
   特徴とする請求項６記載の電源管理方法。
9. 【請求項９】 予め定められた周期で前記送信手段に電
   力を供給して前記データの送信を開始させ、送信終了後
   は前記電力の供給を停止することを特徴とする請求項６
   記載の電源管理方法。
10. 【請求項１０】 前記識別信号を受信しない状態が所定
    時間継続したことを条件として、前記送信手段に電力を
    供給して前記データの送信を開始させ、送信終了後は前
    記電力の供給を停止することを特徴とする請求項６記載
    の電源管理方法。