(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023183226
(43)【公開日】2023-12-27
(54)【発明の名称】環境監視システムおよびサーバ
(51)【国際特許分類】
G06Q 10/04 20230101AFI20231220BHJP
G08C 19/00 20060101ALI20231220BHJP
G01D 3/00 20060101ALI20231220BHJP
【ＦＩ】
G06Q10/04
G08C19/00 G
G01D3/00 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022096737
(22)【出願日】2022-06-15
(71)【出願人】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】松田 孝弘
【テーマコード（参考）】
2F073
2F075
5L049
【Ｆターム（参考）】
2F073AA01
2F073AA02
2F073AB01
2F073BB01
2F073BB04
2F073BC01
2F073BC02
2F073CC03
2F073CD11
2F073DD07
2F073DE02
2F073DE08
2F073EE11
2F073EF05
2F073FF01
2F073FG01
2F073FG02
2F073GG01
2F073GG07
2F073GG08
2F075AA01
2F075EE16
5L049AA04
(57)【要約】
【課題】センサが計測した計測値の高精度な補正を可能とする。
【解決手段】環境監視システムは、領域に設置された複数のセンサ端末、および、センサ端末とネットワークで接続されたサーバ１００を備える。サーバ１００は、センサ端末が環境値を計測した計測値を受信するサーバ通信部（入出力部１８０）と、センサ端末の状態に基づいて計測値を補正して環境値の推定値を算出する補正部１１２とを備える。センサ端末は繰り返し環境値を計測し、センサ端末の状態とは、当該センサ端末間の相対位置関係で示される状態であってもよい。この場合に補正部１１２は、今回の計測値と、前回の推定値と、センサ端末の状態とに基づいて今回の推定値を算出する。
【選択図】図３
【解決手段】環境監視システムは、領域に設置された複数のセンサ端末、および、センサ端末とネットワークで接続されたサーバ１００を備える。サーバ１００は、センサ端末が環境値を計測した計測値を受信するサーバ通信部（入出力部１８０）と、センサ端末の状態に基づいて計測値を補正して環境値の推定値を算出する補正部１１２とを備える。センサ端末は繰り返し環境値を計測し、センサ端末の状態とは、当該センサ端末間の相対位置関係で示される状態であってもよい。この場合に補正部１１２は、今回の計測値と、前回の推定値と、センサ端末の状態とに基づいて今回の推定値を算出する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
領域に設置された複数のセンサ端末、および、前記センサ端末とネットワークで接続されたサーバを備え、
前記センサ端末は、
物理量である前記領域の環境値を計測するセンサと、
前記センサが計測した環境値の計測値を前記サーバに送信するセンサ端末通信部とを備え、
前記サーバは、
前記計測値を受信するサーバ通信部と、
前記センサ端末の状態に基づいて前記計測値を補正して前記環境値の推定値を算出する補正部とを備える
環境監視システム。
前記センサ端末は、
物理量である前記領域の環境値を計測するセンサと、
前記センサが計測した環境値の計測値を前記サーバに送信するセンサ端末通信部とを備え、
前記サーバは、
前記計測値を受信するサーバ通信部と、
前記センサ端末の状態に基づいて前記計測値を補正して前記環境値の推定値を算出する補正部とを備える
環境監視システム。
【請求項2】
前記センサ端末は、繰り返し前記環境値を計測し、
前記センサ端末の状態は、当該センサ端末間の相対位置関係で示される状態であり、
前記補正部は、今回の前記計測値と、前回の前記推定値と、前記センサ端末の状態とに基づいて今回の前記推定値を算出する
請求項１に記載の環境監視システム。
前記センサ端末の状態は、当該センサ端末間の相対位置関係で示される状態であり、
前記補正部は、今回の前記計測値と、前回の前記推定値と、前記センサ端末の状態とに基づいて今回の前記推定値を算出する
請求項１に記載の環境監視システム。
【請求項3】
前記センサ端末は、繰り返し前記環境値を計測し、
前記補正部は、状態方程式が前記センサ端末の状態に基づく、カルマンフィルタを用いて前記推定値を算出する
請求項１に記載の環境監視システム。
前記補正部は、状態方程式が前記センサ端末の状態に基づく、カルマンフィルタを用いて前記推定値を算出する
請求項１に記載の環境監視システム。
【請求項4】
前記状態方程式は、前記センサ端末間の相対位置関係に基づく
請求項３に記載の環境監視システム。
請求項３に記載の環境監視システム。
【請求項5】
前記センサ端末が計測する環境値とは異なる、前記領域の環境値を計測する周囲センサをさらに備え、
前記補正部は、
前記周囲センサの計測値に基づいて前記状態方程式を変更して、前記環境値の推定値を算出する
請求項４に記載の環境監視システム。
前記補正部は、
前記周囲センサの計測値に基づいて前記状態方程式を変更して、前記環境値の推定値を算出する
請求項４に記載の環境監視システム。
【請求項6】
前記センサ端末は、構成要素への電源供給を選択的に停止する間欠制御部を備え、
前記センサ端末の状態は、前記電源供給の状態であり、
前記補正部は、今回の前記計測値と、前回の前記推定値と、前記センサ端末の状態とに基づいて今回の前記推定値を算出する
請求項１に記載の環境監視システム。
前記センサ端末の状態は、前記電源供給の状態であり、
前記補正部は、今回の前記計測値と、前回の前記推定値と、前記センサ端末の状態とに基づいて今回の前記推定値を算出する
請求項１に記載の環境監視システム。
【請求項7】
前記センサ端末は、構成要素への電源供給を選択的に停止する間欠制御部を備え、
前記補正部は、観測方程式が前記電源供給の状態に基づく、カルマンフィルタを用いて前記推定値を算出する
請求項１に記載の環境監視システム。
前記補正部は、観測方程式が前記電源供給の状態に基づく、カルマンフィルタを用いて前記推定値を算出する
請求項１に記載の環境監視システム。
【請求項8】
前記センサ端末は、構成要素への電源供給を選択的に停止する間欠制御部を備え、
前記サーバは、前記センサ端末の計測値、またはその推定値に基づいて前記センサ端末の間欠動作を制御する間欠動作指示部を備える
請求項１に記載の環境監視システム。
前記サーバは、前記センサ端末の計測値、またはその推定値に基づいて前記センサ端末の間欠動作を制御する間欠動作指示部を備える
請求項１に記載の環境監視システム。
【請求項9】
前記間欠動作の動作様式は、
前記電源供給の停止／削減を行わない第１様式と、
前記電源供給の停止／削減を行う第２様式とを含み、
前記間欠動作指示部は、
前記第２様式で動作するセンサ端末の推定値が、第１閾値以上である場合に、当該センサ端末が前記第１様式に遷移するように制御し、
前記第１様式で動作するセンサ端末の推定値が、第２閾値以上である場合に、当該センサ端末の近隣のセンサ端末が前記第１様式に遷移するように制御する
請求項８に記載の環境監視システム。
前記電源供給の停止／削減を行わない第１様式と、
前記電源供給の停止／削減を行う第２様式とを含み、
前記間欠動作指示部は、
前記第２様式で動作するセンサ端末の推定値が、第１閾値以上である場合に、当該センサ端末が前記第１様式に遷移するように制御し、
前記第１様式で動作するセンサ端末の推定値が、第２閾値以上である場合に、当該センサ端末の近隣のセンサ端末が前記第１様式に遷移するように制御する
請求項８に記載の環境監視システム。
【請求項10】
前記間欠動作指示部は、
前記第１様式で動作するセンサ端末の推定値が、所定時間の間第３閾値以下である場合に、当該センサ端末が前記第２様式に遷移するように制御する
請求項９に記載の環境監視システム。
前記第１様式で動作するセンサ端末の推定値が、所定時間の間第３閾値以下である場合に、当該センサ端末が前記第２様式に遷移するように制御する
請求項９に記載の環境監視システム。
【請求項11】
領域に設置された複数のセンサ端末から、物理量である前記領域の環境値の計測値を受信するサーバ通信部と、
前記センサ端末の状態に基づいて前記計測値を補正して前記環境値の推定値を算出する補正部とを備える
サーバ。
前記センサ端末の状態に基づいて前記計測値を補正して前記環境値の推定値を算出する補正部とを備える
サーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、監視対象の領域に配置されたセンサを用いて当該領域の環境を監視する環境監視システムおよびサーバに関する。
【背景技術】
【0002】
温度やガス濃度などをセンサで計測して監視する技術として、特許文献１に記載の環境情報収集システムがある。この環境情報収集システムは、複数のセンサノードとサーバとを備える。各センサノードは、自身が計測した環境情報および他のセンサノードが計測した環境情報に基づいて、計測した環境情報を校正するための校正パラメータを算出するパラメータ算出手段と、当該校正パラメータを用いて自身が計測した環境情報を校正する補正演算手段とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－３２１６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の環境情報収集システムのような近傍のセンサの計測値による計測値の校正／補正では、センサ設置台数が少ない場合に十分な精度が得られないことがある。また、温度の伝達と比較してガスの拡散は風や空気の流れの影響を受けるため、一様に広がらない場合があり、補正が難しくなる。また省電力運転のためにガスセンサが間欠動作する場合には、セットアップ時間（起動してから安定した計測が可能になるまでの時間）を考慮して計測周期が長くなる懸念があり、補正を難しくする要因となる。
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、センサが計測した計測値の高精度な補正を可能とする環境監視システムおよびサーバを提供することを課題とする。
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、センサが計測した計測値の高精度な補正を可能とする環境監視システムおよびサーバを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記した課題を解決するため、本発明に係る環境監視システムは、領域に設置された複数のセンサ端末、および、前記センサ端末とネットワークで接続されたサーバを備え、前記センサ端末は、物理量である前記領域の環境値を計測するセンサと、前記センサが計測した環境値の計測値を前記サーバに送信するセンサ端末通信部とを備え、前記サーバは、前記計測値を受信するサーバ通信部と、前記センサ端末の状態に基づいて前記計測値を補正して前記環境値の推定値を算出する補正部とを備える。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、センサが計測した計測値の高精度な補正を可能とする環境監視システムおよびサーバを提供することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態に係る環境監視システムの全体構成図である。
【図2】第１実施形態に係るセンサ端末の機能ブロック図である。
【図3】第１実施形態に係るサーバの機能ブロック図である。
【図4】第１実施形態に係るガス（ガス濃度）の分布図である。
【図5】第１実施形態に係る監視対象領域に配置されたセンサ端末の位置関係を示す図である。
【図6】第１実施形態に係る分布図作成処理のフローチャートである。
【図7】第１実施形態に係る監視対象領域に設定された格子を説明するための図である。
【図8】第１実施形態に係る発生源推測処理のフローチャートである。
【図9】第１の実施形態に係る発生源推測処理で最初に算出された所定値以上のガス濃度の領域を示す図である。
【図10】第１の実施形態に係る発生源推測処理における繰り返し処理の途中の回に算出された所定値以上のガス濃度の領域を示す図である。
【図11】第１の実施形態に係る発生源推測処理で最後の１つ前に算出された所定値以上のガス濃度の領域を示す図である。
【図12】第１の実施形態に係る発生源推測処理で最後に算出された所定値以上のガス濃度の領域を示す図である。
【図13】第１実施形態の変形例に係る環境監視システムの全体構成図である。
【図14】第２実施形態に係るセンサ端末の機能ブロック図である。
【図15】第２実施形態に係る第１動作様式のタイミングチャートである。
【図16】第２実施形態に係る第２動作様式のタイミングチャートである。
【図17】第２実施形態にガスセンサの一例を示す図である。
【図18】第２実施形態に係る電源供給開始からの時間経過にともなうセンサ抵抗の変化を示すグラフである。
【図19】第２実施形態に係るサーバの機能ブロック図である。
【図20】第２実施形態に係る間欠動作制御処理のフローチャートである。
【図21】第２実施形態に係る間欠動作制御処理を補足説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
≪環境監視システムの概要≫
以下に本発明を実施するための形態（実施形態）における環境監視システムを説明する。環境監視システムは、複数のセンサ端末とサーバとを含んで構成される。センサ端末は、周期的にセンサで計測した温度やガス濃度などの計測値をサーバに送信する。サーバは、状態方程式がセンサ端末間の距離を反映するカルマンフィルタを用いて計測値を補正する（真の温度／ガス濃度を推定する）。
以下に本発明を実施するための形態（実施形態）における環境監視システムを説明する。環境監視システムは、複数のセンサ端末とサーバとを含んで構成される。センサ端末は、周期的にセンサで計測した温度やガス濃度などの計測値をサーバに送信する。サーバは、状態方程式がセンサ端末間の距離を反映するカルマンフィルタを用いて計測値を補正する（真の温度／ガス濃度を推定する）。
【0009】
このような環境監視システムを用いて監視することで、センサの校正（キャリブレーション）を行うことなく精度の高い温度やガス濃度などの環境値を得ることができるようになる。またセンサ端末間の距離が分かれば補正可能であるので、センサ端末の配置の自由度が高くなり、簡便にセンサ端末が設置可能となる。さらにセンサ端末を離散的に配置して空間全体の濃度の分布を可視化するためにはセンサ端末から離れた位置のガス濃度の推定が必要となるが、ガスは空気の流れによって局所的に偏ることがある。一時的な偏在の影響を本件の環境監視システムにより補正することで、全体的な分布を把握することができる。
【0010】
≪環境監視システムの全体構成≫
図１は、第１実施形態に係る環境監視システム１０の全体構成図である。環境監視システム１０は、監視対象領域に設置された複数のセンサ端末２００と、サーバ１００とを含んで構成される。センサ端末２００とサーバ１００とは、有線ないしは無線のネットワークで接続され、データ通信可能である。センサ端末２００は、監視対象となるガス濃度（環境値）を定期的に計測して、サーバ１００に計測値を送信する。サーバ１００は、最新（今回）の計測値や前回の補正後の計測値（補正値）、センサ端末２００の位置関係に基づいて、今回の補正値を算出する。さらにサーバ１００は、補正値（ガス濃度）に基づいてガスの分布図を作成したり、ガスの発生源（ガス漏れ地点）を推測したりする。
図１は、第１実施形態に係る環境監視システム１０の全体構成図である。環境監視システム１０は、監視対象領域に設置された複数のセンサ端末２００と、サーバ１００とを含んで構成される。センサ端末２００とサーバ１００とは、有線ないしは無線のネットワークで接続され、データ通信可能である。センサ端末２００は、監視対象となるガス濃度（環境値）を定期的に計測して、サーバ１００に計測値を送信する。サーバ１００は、最新（今回）の計測値や前回の補正後の計測値（補正値）、センサ端末２００の位置関係に基づいて、今回の補正値を算出する。さらにサーバ１００は、補正値（ガス濃度）に基づいてガスの分布図を作成したり、ガスの発生源（ガス漏れ地点）を推測したりする。
【0011】
以上に説明したように環境監視システム１０は、領域（監視対象領域）に設置された複数のセンサ端末２００、および、センサ端末２００とネットワークで接続されたサーバ１００を備える。
【0012】
≪センサ端末の構成≫
図２は、第１実施形態に係るセンサ端末２００の機能ブロック図である。センサ端末２００は、制御部２１０、通信部２５１、計時部２５２、およびガスセンサ２５３を備える。通信部２５１はサーバ１００とのデータ通信を行うデバイスである。計時部２５２はクロックを備えて時間を計測する。ガスセンサ２５３はガス濃度を計測する。
図２は、第１実施形態に係るセンサ端末２００の機能ブロック図である。センサ端末２００は、制御部２１０、通信部２５１、計時部２５２、およびガスセンサ２５３を備える。通信部２５１はサーバ１００とのデータ通信を行うデバイスである。計時部２５２はクロックを備えて時間を計測する。ガスセンサ２５３はガス濃度を計測する。
【0013】
制御部２１０はマイクロプロセッサを含んで構成され、計測値送信部２１１を備える。計測値送信部２１１は所定のタイミングで、計測時刻とガスセンサ２５３が計測したガス濃度（環境値）とをサーバ１００に送信する。以下の説明では所定のタイミングは、例えば１秒おき、１分おきなど周期的であるタイミングであるとして説明する。
【0014】
以上に説明したようにセンサ端末２００は、物理量である領域（監視対象領域）の環境値を計測するセンサ（ガスセンサ２５３）と、センサが計測した環境値の計測値をサーバ１００に送信するセンサ端末通信部（通信部２５１）とを備える。
またセンサ端末２００は、繰り返し環境値を計測する。
またセンサ端末２００は、繰り返し環境値を計測する。
【0015】
≪サーバの構成≫
図３は、第１実施形態に係るサーバ１００の機能ブロック図である。サーバ１００はコンピュータであり、制御部１１０、記憶部１３０、および入出力部１８０を備える。入出力部１８０には、ディスプレイやキーボード、マウスなどのユーザインターフェイス機器が接続される。入出力部１８０は、さらに通信デバイスを備え、センサ端末２００とのデータ（計測値）の通信が可能である。
図３は、第１実施形態に係るサーバ１００の機能ブロック図である。サーバ１００はコンピュータであり、制御部１１０、記憶部１３０、および入出力部１８０を備える。入出力部１８０には、ディスプレイやキーボード、マウスなどのユーザインターフェイス機器が接続される。入出力部１８０は、さらに通信デバイスを備え、センサ端末２００とのデータ（計測値）の通信が可能である。
【0016】
以上に説明したようにサーバ１００は、計測値を受信するサーバ通信部（入出力部１８０）を備える。
【0017】
≪サーバ：記憶部≫
記憶部１３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＳＳＤ（Solid State Drive）などの記憶機器を含んで構成される。記憶部１３０には、環境値データベース１４０、センサ端末データベース１５０、およびプログラム１３８が記憶される。
記憶部１３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＳＳＤ（Solid State Drive）などの記憶機器を含んで構成される。記憶部１３０には、環境値データベース１４０、センサ端末データベース１５０、およびプログラム１３８が記憶される。
【0018】
環境値データベース１４０には、センサ端末２００の識別情報と、計測時刻と、当該センサ端末２００が送信したガス濃度の計測値と、補正後の計測値（真のガス濃度の推定値）とが関連付けられて記憶される。以下では、補正後の計測値を補正値または推定値とも記す。
センサ端末データベース１５０には、センサ端末２００の識別情報と位置とが関連付けられて記憶される。
プログラム１３８は、補正処理や分布図作成処理（後記する図６参照）、発生源推測処理（後記する図８参照）の手順の記述を含む。
センサ端末データベース１５０には、センサ端末２００の識別情報と位置とが関連付けられて記憶される。
プログラム１３８は、補正処理や分布図作成処理（後記する図６参照）、発生源推測処理（後記する図８参照）の手順の記述を含む。
【0019】
≪サーバ：制御部≫
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成される。制御部１１０には、計測値格納部１１１、補正部１１２、分布図作成部１１３、発生源推測部１１４、および表示制御部１１５が備わる。
計測値格納部１１１は、センサ端末２００から受信したデータについて、当該センサ端末２００の識別情報と、計測時刻と、ガス濃度の計測値とを関連付けて環境値データベース１４０に格納する。以下では説明を簡単にするため、センサ端末２００の計測は概ね同期しており、計測値格納部１１１は概ね同時刻に計測されたガス濃度を概ね同時刻に受信格納しているものとする。最新の概ね同時刻に受信した計測値を今回の計測値、１つ前の周期で概ね同時刻に受信した計測値を前回の計測値などと記す。
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成される。制御部１１０には、計測値格納部１１１、補正部１１２、分布図作成部１１３、発生源推測部１１４、および表示制御部１１５が備わる。
計測値格納部１１１は、センサ端末２００から受信したデータについて、当該センサ端末２００の識別情報と、計測時刻と、ガス濃度の計測値とを関連付けて環境値データベース１４０に格納する。以下では説明を簡単にするため、センサ端末２００の計測は概ね同期しており、計測値格納部１１１は概ね同時刻に計測されたガス濃度を概ね同時刻に受信格納しているものとする。最新の概ね同時刻に受信した計測値を今回の計測値、１つ前の周期で概ね同時刻に受信した計測値を前回の計測値などと記す。
【0020】
補正部１１２は、センサ端末２００の状態に基づいて、計測値を補正して真のガス濃度を推定し、補正後の計測値（真のガス濃度の推定値）を環境値データベース１４０に格納する。センサ端末２００の状態の例として、センサ端末２００の相対位置関係がある。
補正部１１２は例えば、センサ端末２００の状態、今回の計測値、および前回の推定値に基づいて、今回の推定値を算出する。補正部１１２の処理の詳細は、式（１）、式（２）を参照して後記する。
補正部１１２は例えば、センサ端末２００の状態、今回の計測値、および前回の推定値に基づいて、今回の推定値を算出する。補正部１１２の処理の詳細は、式（１）、式（２）を参照して後記する。
【0021】
以上に説明したようにサーバ１００は、センサ端末２００の状態に基づいて計測値を補正して環境値の推定値を算出する補正部１１２を備える。
センサ端末２００の状態は、当該センサ端末間の相対位置関係で示される状態である。
補正部１１２は、今回の計測値と、前回の推定値と、センサ端末２００の状態とに基づいて今回の推定値を算出する。
センサ端末２００の状態は、当該センサ端末間の相対位置関係で示される状態である。
補正部１１２は、今回の計測値と、前回の推定値と、センサ端末２００の状態とに基づいて今回の推定値を算出する。
【0022】
分布図作成部１１３は、環境値データベース１４０から推定値を取得して等値線図（分布図）を作成する。図４は、第１実施形態に係るガス（ガス濃度）の分布図３１０である。分布図３１０に示される円はセンサ端末２００の位置を示す。等値線３１１～３１３は、同じガス濃度の地点を通る線である。センサ端末２００の間にある地点おけるガス濃度の推定値については、分布図作成部１１３は所定の距離内にあるセンサ端末２００でのガス濃度の推定値に基づいて推測する。分布図３１０を作成する分布図作成処理は、図６を参照して後記する。
【0023】
発生源推測部１１４は、ガスの発生源（ガスが漏れている地点）を推測する。所定値を超えるガス濃度の推定値が検出されると発生源推測部１１４は、過去に遡りながら分布図を参照してガスの重心を追跡して発生源を推測する。発生源を推測する発生源推測処理は、図８を参照して後記する。
表示制御部１１５は、分布図作成部１１３が作成した分布図や、発生源推測部１１４が推測した発生源を示す地図を入出力部１８０（図３参照）に接続されるディスプレイに出力する。
表示制御部１１５は、分布図作成部１１３が作成した分布図や、発生源推測部１１４が推測した発生源を示す地図を入出力部１８０（図３参照）に接続されるディスプレイに出力する。
【0024】
≪補正処理≫
以下に補正部１１２が実行する補正処理を説明する。図５は、第１実施形態に係る監視対象領域３２０に配置されたセンサ端末２７１～２７５の位置関係を示す図である。以下では図５に示されるように配置された５つのセンサ端末２７１～２７５を例に説明する。
以下に補正部１１２が実行する補正処理を説明する。図５は、第１実施形態に係る監視対象領域３２０に配置されたセンサ端末２７１～２７５の位置関係を示す図である。以下では図５に示されるように配置された５つのセンサ端末２７１～２７５を例に説明する。
【0025】
補正部１１２は、センサ端末２７１～２７５から計測結果を受信するたびに周期的に補正処理を行う。補正部１１２は、センサ端末２７１～２７５の位置における現時点のガス濃度の補正値（推定値）ｘｉ（ｔ）を、前回の補正値ｘｉ（ｔ－１）と今回の計測値ｙｉ（ｔ）とを基に算出する。現時点（今回）とは、計測する周期における最新の時点であり、以下の式ではタイムステップｔで示される時点である。前回とは、１つ前の周期における最新の時点でありタイムステップｔ－１で示される時点である。
【0026】
以下では補正部１１２がカルマンフィルタの手法を用いて補正値を算出する例を説明する。添え字のｉ（ｉ＝１～５）は、センサ端末２７１～２７５を示す。例えばｘ１（ｔ－１）はセンサ端末２７１の位置における前回のガス濃度の推定値を示し、ｙ２（ｔ）はセンサ端末２７２の今回の計測値を示す。
カルマンフィルタにおける状態方程式（状態遷移方程式）を式（１）に示す。ａｉｊ（ｉ，ｊ＝１～５）は、センサ端末２７１～２７５の位置関係で決まる数である。例えばａ１２は、センサ端末２７１，２７２の距離で決まる定数である。定数でないａｉｊについては、後記する。Ｗ（ｔ）は、ノイズである。式（１）の右辺は、定数項を含んでもよい。
カルマンフィルタにおける状態方程式（状態遷移方程式）を式（１）に示す。ａｉｊ（ｉ，ｊ＝１～５）は、センサ端末２７１～２７５の位置関係で決まる数である。例えばａ１２は、センサ端末２７１，２７２の距離で決まる定数である。定数でないａｉｊについては、後記する。Ｗ（ｔ）は、ノイズである。式（１）の右辺は、定数項を含んでもよい。
【0027】
【数1】
【0028】
カルマンフィルタにおける観測方程式（計測方程式）を式（２）に示す。ｃｉ（ｉ＝１～５）は、センサ端末２７１～２７５の位置におけるガス濃度と計測値の関係を示す係数であり、検出感度や計測方法により決定される値である。Ｖ（ｔ）は、ノイズである。式（２）の右辺は、定数項を含んでもよい。
【0029】
【数2】
【0030】
以上に説明したように補正部１１２は、状態方程式（式（１）参照）がセンサ端末２００の状態に基づく、カルマンフィルタを用いて推定値を算出する。
状態方程式は、センサ端末２００間の相対位置関係（ａｉｊ参照）に基づく。
状態方程式は、センサ端末２００間の相対位置関係（ａｉｊ参照）に基づく。
【0031】
≪分布図作成処理≫
図６は、第１実施形態に係る分布図作成処理のフローチャートである。図６を参照しながら分布図３１０（等値線図、図４参照）の作成処理を説明する。分布図作成処理は所定のタイミング、例えばセンサ端末２００からガス濃度を受信して補正処理が終わったタイミングで（周期的に）実行される。
図６は、第１実施形態に係る分布図作成処理のフローチャートである。図６を参照しながら分布図３１０（等値線図、図４参照）の作成処理を説明する。分布図作成処理は所定のタイミング、例えばセンサ端末２００からガス濃度を受信して補正処理が終わったタイミングで（周期的に）実行される。
【0032】
ステップＳ１１において分布図作成部１１３は、監視対象領域に格子を設定する。図７は、第１実施形態に係る監視対象領域に設定された格子３３０を説明するための図である。点線で示された線が格子３３０を形成する。格子の間隔は、丸で示されるセンサ端末２００の間隔より狭くする。
【0033】
図６に戻って分布図作成処理の説明を続ける。ステップＳ１２において分布図作成部１１３は、それぞれの格子点（格子３３０（縦横の線）の交点）でのガス濃度を推測する。分布図作成部１１３は、例えば格子点から所定の距離内にあるセンサ端末２００までの距離をｒとして、ｒ－２またはｅｘｐ（－ｒ２）を重みとした当該センサ端末におけるガス濃度の補正値（推定値）の加重平均を当該格子点のガス濃度と算出して推測する。なお格子点にセンサ端末２００があれば、当該センサ端末２００でのガス濃度の補正値を当該格子点のガス濃度とする。
【0034】
ステップＳ１３において分布図作成部１１３は、分布図に含まれる等値線の値となるガス濃度ごとにステップＳ１４～Ｓ１５を繰り返す処理を開始する。
ステップＳ１４において分布図作成部１１３は、当該ガス濃度となる点を探索する。詳しく説明すると分布図作成部１１３は、ステップＳ１２で算出されたガス濃度が当該ガス濃度となる格子点を探す。また分布図作成部１１３は、隣接する格子点の結ぶ線上の点であって、当該ガス濃度となる点を探す。隣接する格子点の結ぶ線上の点におけるガス濃度は、ステップＳ１２で推測された当該２つの格子点におけるガス濃度の線形補間で算出される値である。
ステップＳ１４において分布図作成部１１３は、当該ガス濃度となる点を探索する。詳しく説明すると分布図作成部１１３は、ステップＳ１２で算出されたガス濃度が当該ガス濃度となる格子点を探す。また分布図作成部１１３は、隣接する格子点の結ぶ線上の点であって、当該ガス濃度となる点を探す。隣接する格子点の結ぶ線上の点におけるガス濃度は、ステップＳ１２で推測された当該２つの格子点におけるガス濃度の線形補間で算出される値である。
【0035】
ステップＳ１５において分布図作成部１１３は、ステップＳ１４で見つかった点を結んで等値線を生成する。
ステップＳ１６において表示制御部１１５は、ステップＳ１５で生成された等値線を含む分布図３１０（図４参照）を入出力部１８０に接続されるディスプレイに出力する。
ステップＳ１６において表示制御部１１５は、ステップＳ１５で生成された等値線を含む分布図３１０（図４参照）を入出力部１８０に接続されるディスプレイに出力する。
【0036】
≪発生源推測処理≫
図８は、第１実施形態に係る発生源推測処理のフローチャートである。
ステップＳ２１において発生源推測部１１４は、環境値データベース１４０から最新のガス濃度の補正値（推定値）を取得する。以下ではガス濃度の補正値を単にガス濃度と記す。
ステップＳ２２において発生源推測部１１４は、ガス濃度のなかで閾値（第１の所定値）を超過するガス濃度があれば（ステップＳ２２→ＹＥＳ）ステップＳ２４に進み、なければ（ステップＳ２２→ＮＯ）ステップＳ２３に進む。
図８は、第１実施形態に係る発生源推測処理のフローチャートである。
ステップＳ２１において発生源推測部１１４は、環境値データベース１４０から最新のガス濃度の補正値（推定値）を取得する。以下ではガス濃度の補正値を単にガス濃度と記す。
ステップＳ２２において発生源推測部１１４は、ガス濃度のなかで閾値（第１の所定値）を超過するガス濃度があれば（ステップＳ２２→ＹＥＳ）ステップＳ２４に進み、なければ（ステップＳ２２→ＮＯ）ステップＳ２３に進む。
【0037】
ステップＳ２３において発生源推測部１１４は、所定時間待機してステップＳ２１に戻る。発生源推測部１１４は、次にセンサ端末２００から計測値を受信してガス濃度（ガス濃度の補正値）が算出されるまで待機する。
ステップＳ２４において分布図作成部１１３は、ステップＳ２１で取得したガス濃度を基に所定値（第２の所定値）以上のガス濃度の領域を算出する。第２の所定値は第１の所定値より低い値である。分布図作成処理（図６参照）において分布図作成部１１３は、等値線を生成している。ステップＳ２４において分布図作成部１１３は、所定値の等値線を生成することで、当該所定値以上のガス濃度の領域を算出する。
ステップＳ２４において分布図作成部１１３は、ステップＳ２１で取得したガス濃度を基に所定値（第２の所定値）以上のガス濃度の領域を算出する。第２の所定値は第１の所定値より低い値である。分布図作成処理（図６参照）において分布図作成部１１３は、等値線を生成している。ステップＳ２４において分布図作成部１１３は、所定値の等値線を生成することで、当該所定値以上のガス濃度の領域を算出する。
【0038】
ステップＳ２５において発生源推測部１１４は、ステップＳ２５で算出された領域の重心（図心）を算出する。重心は、第２の所定値以上となるガス濃度の領域の重心であってもよいし、ガス濃度で重みを付けた重心であってもよい。ガス濃度で重みを付けた重心を求める場合には、分布図作成部１１３は所定値以上の複数の濃度以上となる領域の等値線を生成する。
【0039】
ステップＳ２６～Ｓ３０は繰り返し処理となる。
ステップＳ２６において発生源推測部１１４は、前回の繰り返し処理の対象となったガス濃度の１つ前に算出されたガス濃度を取得する。繰り返し処理の初めての回であるならば発生源推測部１１４は、ステップＳ２４で作成された分布図の基になるガス濃度を１つ前に算出されたガス濃度とする。
ステップＳ２６において発生源推測部１１４は、前回の繰り返し処理の対象となったガス濃度の１つ前に算出されたガス濃度を取得する。繰り返し処理の初めての回であるならば発生源推測部１１４は、ステップＳ２４で作成された分布図の基になるガス濃度を１つ前に算出されたガス濃度とする。
【0040】
ステップＳ２７において分布図作成部１１３は、ステップＳ２６で取得したガス濃度を基に所定値以上のガス濃度の領域を算出する。
ステップＳ２８において発生源推測部１１４は、ステップＳ２７で算出された領域の重心を算出する。
ステップＳ２９において発生源推測部１１４は、前回算出した重心と今回算出した重心との距離を算出する。繰り返し処理の初めての回であるならば前回算出した重心とは、ステップＳ２５で算出された重心である。
ステップＳ２８において発生源推測部１１４は、ステップＳ２７で算出された領域の重心を算出する。
ステップＳ２９において発生源推測部１１４は、前回算出した重心と今回算出した重心との距離を算出する。繰り返し処理の初めての回であるならば前回算出した重心とは、ステップＳ２５で算出された重心である。
【0041】
ステップＳ３０において発生源推測部１１４は、ステップＳ２９で算出した距離が所定距離以上ならば（ステップＳ３０→ＹＥＳ）ステップＳ３１に進み、所定距離未満ならば（ステップＳ３０→ＮＯ）ステップＳ２６に戻る。
ステップＳ３１において表示制御部１１５は、今回の重心（ステップＳ２８で最後に算出された重心）をガスの発生源として入出力部１８０に接続されたディスプレイに表示する。
ステップＳ３１において表示制御部１１５は、今回の重心（ステップＳ２８で最後に算出された重心）をガスの発生源として入出力部１８０に接続されたディスプレイに表示する。
【0042】
図９は、第１の実施形態に係る発生源推測処理で最初に算出された所定値以上のガス濃度の領域３５１を示す図である。換言すれば領域３５１は、ステップＳ２４で算出された所定値以上のガス濃度の領域である。なお領域３４０は監視対象領域である。図１０は、第１の実施形態に係る発生源推測処理における繰り返し処理の途中の回に算出された所定値以上のガス濃度の領域３６１を示す図である。図１１は、第１の実施形態に係る発生源推測処理で最後の１つ前に算出された所定値以上のガス濃度の領域３７１を示す図である。図１２は、第１の実施形態に係る発生源推測処理で最後に算出された所定値以上のガス濃度の領域３８１を示す図である。領域３６１，３７１，３８１はステップＳ２７で算出され、領域３８１は最後に、領域３７１は領域３８１の１回前に、領域３６１は領域３５１，３７１の間で算出された領域である。
【0043】
領域３５１，３６１，３７１，３８１は、ガス濃度が所定値（第２の所定値）以上の領域である。領域３５１，３６１，３７１，３８１の境界は、所定値の等値線である。重心３５２，３６２，３７２，３８２は、領域３５１，３６１，３７１，３８１それぞれの重心である。重心３５２，３６２の距離、および重心３６２，３７２の距離は、所定距離（図７のステップＳ３０参照）未満である。重心３７２，３８２の距離は所定距離以上であり、重心３８２が最後の算出された重心であって、ガスの発生源である。
【0044】
≪環境監視システムの特徴≫
環境監視システム１０のサーバ１００は、センサ端末２００のガス濃度の計測結果に基づいて、センサ端末２００の位置におけるガス濃度の推定値（補正値）を算出する。サーバ１００は、この推定値を基に分布図を作成したり、ガスの発生源を推定したりする。サーバ１００は、今回（現時点）の計測値と前回の推定値とに基づいて、今回の推定値を算出する。算出手法としては、式（１）を状態方程式、式（２）を観測方程式とするカルマンフィルタがあるが、粒子フィルタなど他の状態空間モデルの手法を用いてもよい。
環境監視システム１０のサーバ１００は、センサ端末２００のガス濃度の計測結果に基づいて、センサ端末２００の位置におけるガス濃度の推定値（補正値）を算出する。サーバ１００は、この推定値を基に分布図を作成したり、ガスの発生源を推定したりする。サーバ１００は、今回（現時点）の計測値と前回の推定値とに基づいて、今回の推定値を算出する。算出手法としては、式（１）を状態方程式、式（２）を観測方程式とするカルマンフィルタがあるが、粒子フィルタなど他の状態空間モデルの手法を用いてもよい。
【0045】
このような環境監視システム１０を用いて監視することで、精度の高いガス濃度の推定値を得ることができるようになる。またセンサ端末２００間の距離が分かれば推定可能であるので、センサ端末２００の配置の自由度が高くなり、簡便にセンサ端末２００が設置可能となる。なお第１実施形態ではガス濃度を監視しているが、温度などの他の環境値を計測して推定してもよい。
【0046】
≪変形例：状態方程式≫
上記した実施形態における状態方程式の係数（ａｉｊ）は、センサ端末２００間の位置関係に基づき、例えば距離によって決まる定数である。時刻と距離とを基に決まる係数であってもよい。以下に拡散方程式に基づく係数の例を示す。
式（３）は拡散方程式である。匂い物質がｒ＝０の位置にあるとき、左辺は距離ｒ、時間ｔ後の匂い物質の濃度値である。右辺のαは匂い物質の総量、Ｄは拡散係数で定数である。
上記した実施形態における状態方程式の係数（ａｉｊ）は、センサ端末２００間の位置関係に基づき、例えば距離によって決まる定数である。時刻と距離とを基に決まる係数であってもよい。以下に拡散方程式に基づく係数の例を示す。
式（３）は拡散方程式である。匂い物質がｒ＝０の位置にあるとき、左辺は距離ｒ、時間ｔ後の匂い物質の濃度値である。右辺のαは匂い物質の総量、Ｄは拡散係数で定数である。
【0047】
【数3】
【0048】
式（３）に基づく係数ａｉｊ を式（４）に示す。右辺のＡは拡散係数Ｄなどから決まる係数、ｒｉｊはセンサ端末２７１～２７５（図５参照）の間の距離を示す。式（４）の係数ａｉｊ による状態方程式の式（１）によれば、前回の補正値ｘｉ（ｔ－１）が匂い物質の総量に比例するとして、距離ｒｉｊだけ離れたセンサ端末２７１～２７５の位置におけるガス濃度ｘｉ（ｔ）を予測することになる。また時刻を略して（ｔ＝１として）ａｉｊ ＝Ａｅｘｐ（－ｒｉｊ
２）としてもよい。これは、ａｉｊがセンサ端末間の距離によって決まる定数の例である。
【0049】
【数4】
【0050】
≪変形例：周囲検出による補正処理≫
上記した実施形態における状態方程式の係数（式（１）のａｉｊ参照）は、センサ端末２００間の位置関係に基づき、例えば距離によって決まる定数である。監視対象領域の空気の流れなど、ガス濃度に影響を与える状況を検出して、係数に反映するようにしてもよい。
上記した実施形態における状態方程式の係数（式（１）のａｉｊ参照）は、センサ端末２００間の位置関係に基づき、例えば距離によって決まる定数である。監視対象領域の空気の流れなど、ガス濃度に影響を与える状況を検出して、係数に反映するようにしてもよい。
【0051】
図１３は、第１実施形態の変形例に係る環境監視システム１０Ａの全体構成図である。環境監視システム１０Ａには、センサ端末２００とは異なる環境値を計測する周囲センサ８００が備わる。周囲センサ８００は、例えば風速、風向を計測する風力センサである。例えば、センサ端末２７２（図５参照）からセンサ端末２７１への向きの風（空気の移動）が計測された場合には、センサ端末２７１におけるガス濃度であるｘ１（ｔ）に対するセンサ端末２７２におけるガス濃度であるｘ２（ｔ－１）の影響が大きくなるので、ａ１２の値を大きくする。逆にｘ２（ｔ）に対するｘ１（ｔ－１）の影響が小さくなるので、ａ２１の値を小さくする。
【0052】
センサ端末２００が屋内などの閉空間に設置される場合には、周囲センサ８００は当該閉空間の窓や扉の開閉を検知する開閉センサであってもよい。また周囲センサ８００は、空間内で人や車両などの移動物が移動したことを検知するセンサや、カメラの映像から物体を検知して移動物を検出するシステムであってもよい。センサ端末２００が車両などの移動体の内部に配置される場合には、周囲センサ８００は移動体の加速度や速度を検出するセンサであってもよい。また、直接に監視対象領域をセンシングする周囲センサ８００ではなく、気象情報などをインターネット経由で取得する構成であってもよい。
補正部１１２は、周囲センサ８００の計測結果に応じて状態方程式の係数（式（１）のａｉｊ参照）を変更したり、状態への入力（制御入力）の項を加えたりして、ガス濃度の補正値を算出する。
補正部１１２は、周囲センサ８００の計測結果に応じて状態方程式の係数（式（１）のａｉｊ参照）を変更したり、状態への入力（制御入力）の項を加えたりして、ガス濃度の補正値を算出する。
【0053】
以上に説明したように環境監視システム１０Ａは、センサ端末２００が計測する環境値とは異なる、領域（監視対象領域）の環境値を計測する周囲センサ８００をさらに備える。補正部１１２は、周囲センサ８００の計測値に基づいて状態方程式（式（１）参照）を変更して、環境値の推定値を算出する。
【0054】
≪第２実施形態≫
第１実施形態に係る補正処理では、センサ端末２００の位置関係に基づく状態方程式（式（１）参照）および観測方程式（式（２）参照）を用いている。第２実施形態における環境監視システム１０Ｂ（不図示）に含まれるセンサ端末２００Ｂ（後記する図１４参照）は間欠動作を行い、動作状態に基づく観測方程式（後記する式（６）参照）を用いてガス濃度を補正する。
第１実施形態に係る補正処理では、センサ端末２００の位置関係に基づく状態方程式（式（１）参照）および観測方程式（式（２）参照）を用いている。第２実施形態における環境監視システム１０Ｂ（不図示）に含まれるセンサ端末２００Ｂ（後記する図１４参照）は間欠動作を行い、動作状態に基づく観測方程式（後記する式（６）参照）を用いてガス濃度を補正する。
【0055】
≪第２実施形態：センサ端末の構成≫
図１４は、第２実施形態に係るセンサ端末２００Ｂの機能ブロック図である。第１実施形態に係るセンサ端末２００と比較して、間欠制御部２５４がさらに備わる。間欠制御部２５４はセンサ端末２００の動作様式（動作モード）と電源供給を制御し、センサ端末２００Ｂの消費電力を低減する。
図１４は、第２実施形態に係るセンサ端末２００Ｂの機能ブロック図である。第１実施形態に係るセンサ端末２００と比較して、間欠制御部２５４がさらに備わる。間欠制御部２５４はセンサ端末２００の動作様式（動作モード）と電源供給を制御し、センサ端末２００Ｂの消費電力を低減する。
【0056】
以上に説明したようにセンサ端末２００Ｂは、構成要素への電源供給を選択的に停止する間欠制御部２５４を備える。
【0057】
一定間隔で計測結果を送信する場合には、制御部２１０や通信部２５１は、計測を行う時間だけ電源が供給されていればよい。間欠制御部２５４は計時部２５２による時間計測を行い、設定された計測周期に従って制御部２１０、通信部２５１、ガスセンサ２５３への電源供給と動作制御を行う。
【0058】
≪第２実施形態：センサ端末の動作様式≫
図１５は、第２実施形態に係る第１動作様式のタイミングチャートである。センサ端末２００Ｂは、ガス濃度の計測（図１５では「計測」と記載）と、計測結果の送信（図１５では「通信」と記載）と、休止とを繰り返す。
第１動作様式では、ガス濃度の計測と計測結果の送信とが終了すると、制御部２１０と通信部２５１への電源供給を制限する。この動作様式を第１間欠動作様式、または単に第１様式とする。
図１５は、第２実施形態に係る第１動作様式のタイミングチャートである。センサ端末２００Ｂは、ガス濃度の計測（図１５では「計測」と記載）と、計測結果の送信（図１５では「通信」と記載）と、休止とを繰り返す。
第１動作様式では、ガス濃度の計測と計測結果の送信とが終了すると、制御部２１０と通信部２５１への電源供給を制限する。この動作様式を第１間欠動作様式、または単に第１様式とする。
【0059】
計測周期が長い場合には、ガスセンサ２５３への電源供給も停止する。この動作様式を第２間欠動作様式、または単に第２様式とする。図１６は、第２実施形態に係る第２動作様式のタイミングチャートである。ヒータを含むガスセンサ２５３には、計測時のみ電源が供給される。
第１様式と第２様式とでは、計測周期が異なってもよい。例えば第１様式の計測周期は１分であり、第２様式は１０分としてもよい。また制御部２１０、通信部２５１、ガスセンサ２５３への電源供給については、完全に停止ではなく、動作周波数を下げる、一部モジュールの停止など消費電力を削減する手法を用いてもよい。
第１様式と第２様式とでは、計測周期が異なってもよい。例えば第１様式の計測周期は１分であり、第２様式は１０分としてもよい。また制御部２１０、通信部２５１、ガスセンサ２５３への電源供給については、完全に停止ではなく、動作周波数を下げる、一部モジュールの停止など消費電力を削減する手法を用いてもよい。
【0060】
以上に説明したように間欠動作の動作様式は、電源供給の停止／削減を行わない第１様式と、電源供給の停止／削減を行う第２様式とを含む。
【0061】
ガスセンサ２５３への電源供給が停止された後に再起動して、電源の供給が再開された直後には、計測値が不安定になる場合がある。例えばガスセンサ２５３がヒータを内蔵する半導体式のガスセンサである場合には、通電直後から約１０分程度はガスの検出がなくても内部抵抗の変動が発生するため、計測結果が変動しているように見える。
【0062】
図１７は、第２実施形態にガスセンサ２５３の一例を示す図である。Ｒ１はセンサ抵抗であり、ガスの濃度に応じて抵抗値が変化する。Ｒ２はリファレンス抵抗であり定数である。Ｒ１とＲ２とを直列に接続し、電源電圧ＶＣを印加する。このときＲ２の両端にかかる電圧ＶＯＵＴを計測して式（５）を用いることでＲ１の抵抗値を知ることができる。
【0063】
【数5】
【0064】
なお図１７においてＲＨはヒータ抵抗であり、ＶＨはヒータ電圧である。ＲＨとＶＨとは、それぞれ低数値である。
このようなガスセンサ２５３において第１様式では、電源供給を停止しない、または休止の間は電圧ＶＣのみを停止する。第２様式では、休止の間ヒータ電源ＶＨおよび電圧ＶＣを停止する。
このようなガスセンサ２５３において第１様式では、電源供給を停止しない、または休止の間は電圧ＶＣのみを停止する。第２様式では、休止の間ヒータ電源ＶＨおよび電圧ＶＣを停止する。
【0065】
図１７に示すガスセンサ２５３では、ヒータ抵抗への電源供給の停止状態から電源供給が再開されると、後記する図１８に示すようにセンサ抵抗Ｒ１が供給開始からの時間経過に従って変化する。図１８は、第２実施形態に係る電源供給開始からの時間経過にともなうセンサ抵抗Ｒ１の変化を示すグラフである。
第２様式では、ヒータ電圧ＶＨの操作を行うため、センサ抵抗Ｒ１の時間変動が観測される虞があり、検出結果の精度が落ちる懸念がある。第２実施形態の補正処理では、このセンサ抵抗Ｒ１の時間変動を補正する。
第２様式では、ヒータ電圧ＶＨの操作を行うため、センサ抵抗Ｒ１の時間変動が観測される虞があり、検出結果の精度が落ちる懸念がある。第２実施形態の補正処理では、このセンサ抵抗Ｒ１の時間変動を補正する。
【0066】
≪第２実施形態：サーバの構成≫
図１９は、第２実施形態に係るサーバ１００Ｂの機能ブロック図である。第１実施形態に係るサーバ１００と比較して、補正部１１２Ｂの補正処理が変わり、間欠動作指示部１１６がさらに備わる。
補正部１１２Ｂは、センサ端末２００Ｂの電源供給の状態、今回の計測値、および前回の推定値に基づいて補正処理を行う。補正部１１２Ｂの処理の詳細は、式（６）を参照して後記する。
図１９は、第２実施形態に係るサーバ１００Ｂの機能ブロック図である。第１実施形態に係るサーバ１００と比較して、補正部１１２Ｂの補正処理が変わり、間欠動作指示部１１６がさらに備わる。
補正部１１２Ｂは、センサ端末２００Ｂの電源供給の状態、今回の計測値、および前回の推定値に基づいて補正処理を行う。補正部１１２Ｂの処理の詳細は、式（６）を参照して後記する。
【0067】
間欠動作指示部１１６は、補正値または計測値を基にセンサ端末２００Ｂに動作様式の変更を指示する。
センサ端末データベース１５０Ｂは、センサ端末２００Ｂそれぞれの動作様式（第１様式または第２様式）とカウンタを含む。カウンタについては、図２０を参照して後記する。
センサ端末データベース１５０Ｂは、センサ端末２００Ｂそれぞれの動作様式（第１様式または第２様式）とカウンタを含む。カウンタについては、図２０を参照して後記する。
【0068】
以上に説明したようにセンサ端末２００Ｂの状態は、電源供給の状態である。補正部１１２Ｂは、今回の計測値と、前回の推定値と、センサ端末２００Ｂの状態とに基づいて今回の推定値を算出する。
サーバ１００Ｂは、センサ端末２００Ｂの計測値、またはその推定値に基づいてセンサ端末２００Ｂの間欠動作を制御する間欠動作指示部１１６を備える。
サーバ１００Ｂは、センサ端末２００Ｂの計測値、またはその推定値に基づいてセンサ端末２００Ｂの間欠動作を制御する間欠動作指示部１１６を備える。
【0069】
≪第２実施形態：補正処理≫
以下に補正部１１２Ｂが、カルマンフィルタの手法を用いて補正値を算出する例を説明する。第１実施形態と同様に、センサ端末２００Ｂは５つであるとする（図５参照）。
状態方程式は第１実施形態と同様である（式（１）参照）。式（２）に替わる第２実施形態における観測方程式を式（６）に示す。
以下に補正部１１２Ｂが、カルマンフィルタの手法を用いて補正値を算出する例を説明する。第１実施形態と同様に、センサ端末２００Ｂは５つであるとする（図５参照）。
状態方程式は第１実施形態と同様である（式（１）参照）。式（２）に替わる第２実施形態における観測方程式を式（６）に示す。
【0070】
【数6】
【0071】
右辺のｆｉ（ｔ）は、ガスセンサ２５３の内部抵抗を示す項であって、ガスセンサ２５３の電源がオフからオンに変化したタイミングを０とした時間の関数である。この内部抵抗変動値はセンサ端末２００Ｂごとにあらかじめ計測され、サーバ１００Ｂのセンサ端末データベース１５０Ｂに保存される。内部抵抗変動が図１８のような変化を示す場合、ｆｉ（ｔ）（ｉ＝１～５）の例を式（７）に示す。
【0072】
【数7】
【0073】
Ｒ０ｉ、ｃ０ｉ、τｉ（ｉ＝１～５）は、ガスセンサ２５３ごとに異なる定数である。添え字のｉは、センサ端末２００Ｂに対応し、センサ端末２００Ｂ（ガスセンサ２５３）ごとに異なることを示す。Ｒ０ｉはガスがない状態で通電後十分に時間経過したときのガスセンサ２５３の抵抗値である。τｉは時定数であり、ガスがない状態で通電後に抵抗値がほぼ一定の値に収束するまでの時間に関連する。
【0074】
Ｒ０ｉ、ｃ０ｉ、τｉを取得するためには、先ずガスのない空間に各センサ端末２００Ｂを設置して、通電した状態で内部抵抗Ｒ１の値を計測する。次に図１８に示されるような抵抗値の経過時間による変化を得たのちに近似処理を行うことで、Ｒ０ｉ、ｃ０ｉ、τｉを得ることができる。
センサ端末２００Ｂがガスセンサ２５３への電源供給を連続的に行っている場合、つまりは十分な時間第１様式で動作している場合には、内部抵抗変動が発生していないとみなせるため、ｆｉ（ｔ）は０としてもよい。
センサ端末２００Ｂがガスセンサ２５３への電源供給を連続的に行っている場合、つまりは十分な時間第１様式で動作している場合には、内部抵抗変動が発生していないとみなせるため、ｆｉ（ｔ）は０としてもよい。
【0075】
以上に説明したように補正部１１２Ｂは、観測方程式（式（６）、式（７）参照）が電源供給の状態（センサ端末２００Ｂの電源供給の状態）に基づく、カルマンフィルタを用いて推定値を算出する。
【0076】
≪第２実施形態：間欠動作制御処理≫
図２０は、第２実施形態に係る間欠動作制御処理のフローチャートである。間欠動作制御処理は、ガス濃度を基に間欠動作指示部１１６がセンサ端末２００Ｂに動作様式を指示する処理であって、センサ端末２００Ｂのガス濃度の補正値（以下では単にガス濃度と記載）が算出されるたびに実行される。なおセンサ端末２００Ｂの初期の動作様式は、第２様式であって、消費電力を抑えた動作様式である。
図２０は、第２実施形態に係る間欠動作制御処理のフローチャートである。間欠動作制御処理は、ガス濃度を基に間欠動作指示部１１６がセンサ端末２００Ｂに動作様式を指示する処理であって、センサ端末２００Ｂのガス濃度の補正値（以下では単にガス濃度と記載）が算出されるたびに実行される。なおセンサ端末２００Ｂの初期の動作様式は、第２様式であって、消費電力を抑えた動作様式である。
【0077】
ステップＳ４１において間欠動作指示部１１６は、センサ端末２００Ｂのガス濃度を取得する。以下では、このセンサ端末２００Ｂを当該センサ端末と記す。
ステップＳ４２において間欠動作指示部１１６は、当該センサ端末の動作様式が第１様式であれば（ステップＳ４２→ＹＥＳ）ステップＳ４５に進み、第２様式であれば（ステップＳ４２→ＮＯ）ステップＳ４３に進む。
ステップＳ４２において間欠動作指示部１１６は、当該センサ端末の動作様式が第１様式であれば（ステップＳ４２→ＹＥＳ）ステップＳ４５に進み、第２様式であれば（ステップＳ４２→ＮＯ）ステップＳ４３に進む。
【0078】
ステップＳ４３において間欠動作指示部１１６は、ガス濃度が閾値Ａ以上であれば（ステップＳ４３→ＹＥＳ）ステップＳ４４に進み、閾値Ａ未満であれば（ステップＳ４３→ＮＯ）当該センサ端末に係る間欠動作制御処理を終える。
ステップＳ４４において間欠動作指示部１１６は、動作様式を第１様式とするように当該センサ端末に指示する。なお閾値Ａは、ガス濃度が通常より高い（安全レベルと見なせるガス濃度より少し上）と見なす閾値である。間欠動作制御処理の開始時における当該センサ端末の動作様式は、低消費電力で計測精度の低い第２様式である。ガス濃度が閾値Ａ以上となったので、間欠動作指示部１１６は、計測精度を上げるために第１様式に切り替えるように指示する。
ステップＳ４４において間欠動作指示部１１６は、動作様式を第１様式とするように当該センサ端末に指示する。なお閾値Ａは、ガス濃度が通常より高い（安全レベルと見なせるガス濃度より少し上）と見なす閾値である。間欠動作制御処理の開始時における当該センサ端末の動作様式は、低消費電力で計測精度の低い第２様式である。ガス濃度が閾値Ａ以上となったので、間欠動作指示部１１６は、計測精度を上げるために第１様式に切り替えるように指示する。
【0079】
ステップＳ４５において間欠動作指示部１１６は、ガス濃度が閾値Ｂ以上であれば（ステップＳ４５→ＹＥＳ）ステップＳ４６に進み、閾値Ｂ未満であれば（ステップＳ４５→ＮＯ）ステップＳ４８に進む。
ステップＳ４６において間欠動作指示部１１６は、動作様式を第１様式とするように、当該センサ端末の周辺（近隣）のセンサ端末２００Ｂに指示する。周辺のセンサ端末２００Ｂとは、例えば当該センサ端末の隣に位置するセンサ端末２００Ｂである。図５において当該センサ端末がセンサ端末２７２だとすると、間欠動作指示部１１６はセンサ端末２７１，２７３に動作様式を第１様式とするように指示する。間欠動作指示部１１６は、さらにセンサ端末２７４に動作様式を第１様式とするように指示してもよい。
ステップＳ４６において間欠動作指示部１１６は、動作様式を第１様式とするように、当該センサ端末の周辺（近隣）のセンサ端末２００Ｂに指示する。周辺のセンサ端末２００Ｂとは、例えば当該センサ端末の隣に位置するセンサ端末２００Ｂである。図５において当該センサ端末がセンサ端末２７２だとすると、間欠動作指示部１１６はセンサ端末２７１，２７３に動作様式を第１様式とするように指示する。間欠動作指示部１１６は、さらにセンサ端末２７４に動作様式を第１様式とするように指示してもよい。
【0080】
閾値Ｂは、ガス濃度が高く、周囲にも充満していると見なす閾値である。間欠動作指示部１１６は、周辺のセンサ端末２００Ｂの計測精度を上げるために第１様式に切り替えるように指示する。
ステップＳ４７において間欠動作指示部１１６は、当該センサ端末のカウンタをリセットする。このカウンタは、第１様式から第２様式に切り替えるときに参照されるカウンタである（後記するステップＳ５０参照）。
ステップＳ４７において間欠動作指示部１１６は、当該センサ端末のカウンタをリセットする。このカウンタは、第１様式から第２様式に切り替えるときに参照されるカウンタである（後記するステップＳ５０参照）。
【0081】
ステップＳ４８において間欠動作指示部１１６は、ガス濃度が閾値Ｃ以上であれば（ステップＳ４８→ＹＥＳ）ステップＳ４７に進み、閾値Ｃ未満であれば（ステップＳ４８→ＮＯ）ステップＳ４９に進む。
ステップＳ４９において間欠動作指示部１１６は、当該センサ端末のカウンタの値をインクリメントする。
ステップＳ４９において間欠動作指示部１１６は、当該センサ端末のカウンタの値をインクリメントする。
【0082】
ステップＳ５０において間欠動作指示部１１６は、当該センサ端末のカウンタが所定値であるＮ以上であれば（ステップＳ５０→ＹＥＳ）ステップＳ５１に進み、Ｎ未満であれば（ステップＳ５０→ＮＯ）当該センサ端末に係る間欠動作制御処理を終える。
ステップＳ５１において間欠動作指示部１１６は、動作様式を第２様式とするように当該センサ端末に指示する。なお閾値Ｃは、ガス濃度が十分に低く安全と見なす閾値であって、閾値Ｂよりも低い値である。当該センサ端末は、ガス濃度が閾値Ｃ未満の状態が、カウンタがＮになるまで継続しているので、安全と考えられる。このため間欠動作指示部１１６は、電力消費を抑えるために第２様式に切り替えるように指示する。
ステップＳ５１において間欠動作指示部１１６は、動作様式を第２様式とするように当該センサ端末に指示する。なお閾値Ｃは、ガス濃度が十分に低く安全と見なす閾値であって、閾値Ｂよりも低い値である。当該センサ端末は、ガス濃度が閾値Ｃ未満の状態が、カウンタがＮになるまで継続しているので、安全と考えられる。このため間欠動作指示部１１６は、電力消費を抑えるために第２様式に切り替えるように指示する。
【0083】
ステップＳ５２において間欠動作指示部１１６は、当該センサ端末のカウンタをリセットする。なお間欠動作指示部１１６は、動作様式の変更を指示した（ステップＳ４４，Ｓ４６参照）センサ端末２００Ｂのカウンタについても、指示したタイミングでリセットする。
【0084】
図２１は、第２実施形態に係る間欠動作制御処理を補足説明するための図である。閉空間３５０は、扉３５８を介して外部とつながっている。閉空間３５０には、センサ端末２００Ｂであるセンサ端末２８１～２８９が設置されている。センサ端末２８１～２８９が動作開始したときにはガス濃度は充分低いとする。十分に時間が経過するとセンサ端末２８１～２８９の動作様式は、第２様式となる（図２０のステップＳ４８～Ｓ５１参照）。
【0085】
扉３５８を通してのガスの侵入を想定する。すると、始めにセンサ端末２８３で高い濃度のガス検出が行われる。センサ端末２８３のガス濃度が閾値Ａを超える（ステップＳ４３→ＹＥＳ参照）と、動作様式が第１様式に変更される（ステップＳ４４参照）。
さらにガスの侵入が継続して、センサ端末２８３のガス濃度が閾値Ｂを超える（ステップＳ４５→ＹＥＳ参照）と、センサ端末２８３の周辺にあるセンサ端末２８２，２８６の動作様式が第１様式に変更される（ステップＳ４６参照）。
さらにガスの侵入が継続して、センサ端末２８３のガス濃度が閾値Ｂを超える（ステップＳ４５→ＹＥＳ参照）と、センサ端末２８３の周辺にあるセンサ端末２８２，２８６の動作様式が第１様式に変更される（ステップＳ４６参照）。
【0086】
このように間欠動作指示部１１６は、ガスの広がりを予測して隣接するセンサ端末２００Ｂの動作様式を低消費電力の第２様式から、高精度計測の第１様式に変更していく。
なおガスの侵入経路が予測できる場合には、この侵入経路に最も近い位置にあるセンサ端末２００Ｂの動作様式を常に第１様式にするようにしてもよい。図２１の場合には、センサ端末２８３の動作様式を第１様式に固定するようにしてもよい。
なおガスの侵入経路が予測できる場合には、この侵入経路に最も近い位置にあるセンサ端末２００Ｂの動作様式を常に第１様式にするようにしてもよい。図２１の場合には、センサ端末２８３の動作様式を第１様式に固定するようにしてもよい。
【0087】
以上に説明したように間欠動作指示部１１６は、第２様式で動作するセンサ端末２００Ｂの推定値が、第１閾値（閾値Ａ）以上である場合に、当該センサ端末２００Ｂが第１様式に遷移するように制御する。間欠動作指示部１１６は、第１様式で動作するセンサ端末２００Ｂの推定値が、第２閾値（閾値Ｂ）以上である場合に、当該センサ端末２００Ｂの近隣のセンサ端末２００Ｂが第１様式に遷移するように制御する。
間欠動作指示部１１６は、第１様式で動作するセンサ端末２００Ｂの推定値が、所定時間の間第３閾値（閾値Ｃ）以下である場合に、当該センサ端末２００Ｂが第２様式に遷移するように制御する。
間欠動作指示部１１６は、第１様式で動作するセンサ端末２００Ｂの推定値が、所定時間の間第３閾値（閾値Ｃ）以下である場合に、当該センサ端末２００Ｂが第２様式に遷移するように制御する。
【0088】
≪第２実施形態の特徴≫
第２実施形態における補正部１１２Ｂは、センサ端末２００Ｂの状態であるガスセンサ２５３の内部抵抗に基づいて、計測値を補正する（式（６）参照）。また、センサ端末２００Ｂは低消費電力の第２様式で動作するのが基本であるが、ガス濃度が上昇した場合には高精度の計測が可能な第１様式に（ステップＳ４４参照）さらに周辺のセンサ端末２００Ｂも第１様式に切り替えるように（ステップＳ４６参照）間欠動作指示部１１６は指示する。このように動作様式を制御することにより、ガス濃度が低いときには低消費電力の第２様式で、ガス濃度の上昇を検知したときには、あらかじめ高精度計測の第１様式に変更することで、より正確な計測を早いタイミングで行うことができる。
第２実施形態における補正部１１２Ｂは、センサ端末２００Ｂの状態であるガスセンサ２５３の内部抵抗に基づいて、計測値を補正する（式（６）参照）。また、センサ端末２００Ｂは低消費電力の第２様式で動作するのが基本であるが、ガス濃度が上昇した場合には高精度の計測が可能な第１様式に（ステップＳ４４参照）さらに周辺のセンサ端末２００Ｂも第１様式に切り替えるように（ステップＳ４６参照）間欠動作指示部１１６は指示する。このように動作様式を制御することにより、ガス濃度が低いときには低消費電力の第２様式で、ガス濃度の上昇を検知したときには、あらかじめ高精度計測の第１様式に変更することで、より正確な計測を早いタイミングで行うことができる。
【0089】
≪変形例≫
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば補正部１１２，１１２Ｂはガス濃度の計測値を補正しているが、ガス濃度に限らず温度、風向・風速、各種物質の濃度／量などの計測値を補正してもよい。また監視対象領域は、空気／大気中に限らず水中や物体の表面／中であってもよい。
分布図作成部１１３および発生源推測部１１４は、推定値に基づいて処理（図６、図８参照）しているが、計測に基づいて処理してもよい。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば補正部１１２，１１２Ｂはガス濃度の計測値を補正しているが、ガス濃度に限らず温度、風向・風速、各種物質の濃度／量などの計測値を補正してもよい。また監視対象領域は、空気／大気中に限らず水中や物体の表面／中であってもよい。
分布図作成部１１３および発生源推測部１１４は、推定値に基づいて処理（図６、図８参照）しているが、計測に基づいて処理してもよい。
【0090】
本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0091】
１０，１０Ａ 環境監視システム
１００，１００Ｂ サーバ
１１１ 計測値格納部
１１２，１１２Ｂ 補正部
１１３ 分布図作成部
１１４ 発生源推測部
１１５ 表示制御部
１１６ 間欠動作指示部
１３８ プログラム
１４０ 環境値データベース
１５０，１５０Ｂ センサ端末データベース
１８０ 入出力部（サーバ通信部）
２００，２００Ｂ センサ端末
２５１ 通信部（センサ端末通信部）
２５３ ガスセンサ（センサ）
２５４ 間欠制御部
３２０ 監視対象領域（領域）
８００ 周囲センサ
１００，１００Ｂ サーバ
１１１ 計測値格納部
１１２，１１２Ｂ 補正部
１１３ 分布図作成部
１１４ 発生源推測部
１１５ 表示制御部
１１６ 間欠動作指示部
１３８ プログラム
１４０ 環境値データベース
１５０，１５０Ｂ センサ端末データベース
１８０ 入出力部（サーバ通信部）
２００，２００Ｂ センサ端末
２５１ 通信部（センサ端末通信部）
２５３ ガスセンサ（センサ）
２５４ 間欠制御部
３２０ 監視対象領域（領域）
８００ 周囲センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】