特開 2024-143582 測定システム、及び、中間モジュール

(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】P2024143582

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】測定システム、及び、中間モジュール

(51)【国際特許分類】

   G08C 17/00 20060101AFI20241003BHJP

   G08C 19/00 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

G08C17/00 Z

G08C19/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056339

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(74)【代理人】

【識別番号】230128026

【弁護士】

【氏名又は名称】駒木 寛隆

(72)【発明者】

【氏名】須藤 謙二

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼山 枝都子

(72)【発明者】

【氏名】神谷 光弘

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 崇之

【テーマコード（参考）】

2F073

【Ｆターム（参考）】

2F073AA01

2F073AA02

2F073AA04

2F073AA11

2F073AA12

2F073AA19

2F073AA25

2F073AA40

2F073AB01

2F073AB04

2F073AB05

2F073AB12

2F073BB01

2F073BC01

2F073BC02

2F073CC03

2F073CD11

2F073DD01

2F073EE11

2F073FF01

2F073FG01

2F073FG02

2F073GG01

2F073GG05

(57)【要約】

【課題】最適な測定ポイントでの測定と、通信環境が良好なポイントからの無線通信とを容易に両立させる。
【解決手段】測定システム（１）は、物理量を測定する測定部（１１）を備える測定モジュール（１０）と、測定モジュール（１０）と機械的及び電気的に結合することで測定モジュール（１０）と連携動作が可能になる、第１通信方式により無線通信を行う第１通信部（２２，２３）を備える第１中間モジュール（２０）と、第１中間モジュール（２０）と第１通信方式により無線通信を行う第２通信部（３１，３２）を備える第２中間モジュール（３０）と、第２中間モジュール（３０）と機械的及び電気的に結合することで第２中間モジュール（３０）と連携動作が可能になる、ゲートウェイとの通信が可能な第２通信方式により無線通信を行う第３通信部（４２，４３）を備える通信モジュール（４０）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物理量を測定する測定部を備える測定モジュールと、
前記測定モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記測定モジュールと連携動作が可能になる、第１通信方式により無線通信を行う第１通信部を備える第１中間モジュールと、
前記第１中間モジュールと前記第１通信方式により無線通信を行う第２通信部を備える第２中間モジュールと、
前記第２中間モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記第２中間モジュールと連携動作が可能になる、ゲートウェイとの通信が可能な第２通信方式により無線通信を行う第３通信部を備える通信モジュールと、
を備える、測定システム。

【請求項2】

前記第１中間モジュール又は前記測定モジュールは、前記第１中間モジュール及び前記測定モジュールに対して電力を供給するバッテリを備える、請求項１に記載の測定システム。

【請求項3】

前記第２中間モジュール又は前記通信モジュールは、前記第２中間モジュール及び前記通信モジュールに対して電力を供給するバッテリを備える、請求項１に記載の測定システム。

【請求項4】

前記第１中間モジュールは、前記測定モジュールに電気的に結合することで前記測定モジュールと連携動作が可能になる表示部を更に備える、請求項１に記載の測定システム。

【請求項5】

前記第２中間モジュールは、前記通信モジュールに電気的に結合することで前記通信モジュールと連携動作が可能になる表示部を更に備える、請求項１に記載の測定システム。

【請求項6】

前記通信モジュールと前記測定モジュールとは、互いに機械的及び電気的に結合することで連携可能になる、請求項１から５のいずれか一項に記載の測定システム。

【請求項7】

物理量を測定する測定部を備える測定モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記測定モジュールと連携動作をすることが可能になり、
ゲートウェイとの通信が可能な第２通信方式により無線通信を行う第３通信部を備える通信モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記通信モジュールと連携動作をすることが可能になる他の中間モジュールと、第１通信方式により無線通信を行う第１通信部を備える、
中間モジュール。

【請求項8】

当該中間モジュール及び前記測定モジュールに対して電力を供給するバッテリを更に備える、請求項７に記載の中間モジュール。

【請求項9】

ゲートウェイとの通信が可能な第２通信方式により無線通信を行う第３通信部を備える通信モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記通信モジュールと連携動作が可能になる、第１通信方式により無線通信を行う第２通信部を備える中間モジュール。

【請求項10】

当該中間モジュール及び前記通信モジュールに対して電力を供給するバッテリを備える、請求項９に記載の中間モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、測定システム、及び、中間モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信可能な測定器を形成するための測定器モジュール構造が知られている。特許文献１には、無線通信モジュールとセンサモジュールとからなるとともに互いに機械的且つ電気的に直接接続されることで互いに固定され且つ連携動作可能になる２つのモジュールを有する、測定器モジュール構造が記載されている。特許文献２には、無線通信モジュール及びセンサモジュールに加えて、これら２つのモジュールの間に機械的且つ電気的に接続されることで２つのモジュールを互いに固定し且つ連携動作可能にする中間モジュールを有する、測定器モジュール構造が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－７２０６８号公報

【特許文献2】特開２０２２－１４９５４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の構成は、最適な測定ポイントでの測定と、通信環境が良好なポイントからの無線通信とを容易に両立させるという点で改善の余地があった。

【0005】

そこで、本開示は、最適な測定ポイントでの測定と、通信環境が良好なポイントからの無線通信とを容易に両立させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

幾つかの実施形態に係る測定システムは、
（１）物理量を測定する測定部を備える測定モジュールと、
前記測定モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記測定モジュールと連携動作が可能になる、第１通信方式により無線通信を行う第１通信部を備える第１中間モジュールと、
前記第１中間モジュールと前記第１通信方式により無線通信を行う第２通信部を備える第２中間モジュールと、
前記第２中間モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記第２中間モジュールと連携動作が可能になる、ゲートウェイとの通信が可能な第２通信方式により無線通信を行う第３通信部を備える通信モジュールと、
を備える。

【0007】

このように、測定システムにおいて、測定モジュール及び通信モジュールは、第１中間モジュール及び第２中間モジュールを用いて第１通信方式により互いに無線通信を行うため、測定モジュールを測定に適したポイントに設置するとともに、通信モジュールをゲートウェイとの通信に適したポイントに設置できる。ここで、測定モジュール及び通信モジュールそのものが第１通信方式を行うための構成を有していなくても、第１中間モジュール及び第２中間モジュールを取り付けるだけで、互いに第１通信方式による無線通信が可能となる。したがって、最適な測定ポイントでの測定と、通信環境が良好なポイントからの無線通信とを容易に両立させることが可能である。

【0008】

一実施形態において、
（２）（１）の測定システムにおいて、
前記第１中間モジュール又は前記測定モジュールは、前記第１中間モジュール及び前記測定モジュールに対して電力を供給するバッテリを備えてもよい。

【0009】

このように、第１中間モジュール又は測定モジュールにバッテリを備えた構成とすることで、第１中間モジュール又は測定モジュールを交換するだけで測定モジュールの動作に必要な電力を供給するバッテリを交換することができる。さらに測定対象から測定モジュールの取り外しが困難である場合、第１中間モジュールにバッテリを備えた構成とすることで、測定モジュールを取り付けたまま第１中間モジュールを交換することで容易にバッテリを交換することが可能となる。

【0010】

一実施形態において、
（３）（１）又は（２）の測定システムにおいて、
前記第２中間モジュール又は前記通信モジュールは、前記第２中間モジュール及び前記通信モジュールに対して電力を供給するバッテリを備えてもよい。

【0011】

このように、第２中間モジュール又は通信モジュールにバッテリを備えた構成とすることで、第２中間モジュール又は通信モジュールを交換するだけで、通信モジュールの動作に必要な電力を供給するバッテリを交換することができる。

【0012】

一実施形態において、
（４）（１）から（３）のいずれかの測定システムにおいて、
前記第１中間モジュールは、前記測定モジュールに電気的に結合することで前記測定モジュールと連携動作が可能になる表示部を更に備えてもよい。

【0013】

このように、第１中間モジュールは表示部を有するため、測定モジュール及び第１中間モジュールの状態、並びに、測定モジュールが測定した測定値等の情報を表示することができる。

【0014】

一実施形態において、
（５）（１）から（４）のいずれかの測定システムにおいて、
前記第２中間モジュールは、前記通信モジュールに電気的に結合することで前記通信モジュールと連携動作が可能になる表示部を更に備えてもよい。

【0015】

このように、第２中間モジュールは表示部を有するため、通信モジュール及び第２中間モジュールの状態、並びに、通信の状態等の情報を表示することができる。

【0016】

一実施形態において、
（６）（１）から（５）のいずれかの測定システムにおいて、
前記通信モジュールと前記測定モジュールとは、互いに機械的及び電気的に結合することで連携可能になってもよい。

【0017】

このように、第１中間モジュールを既存の測定モジュールに取り付け、第２中間モジュールを既存の通信モジュールに取り付けるだけで、第１中間モジュール及び第２中間モジュールを用いて第１通信方式により互いに無線通信を行うため、測定モジュールを測定に適したポイントに設置するとともに、通信モジュールをゲートウェイとの通信に適したポイントに設置することができる。

【0018】

幾つかの実施形態に係る中間モジュールは、
（７）物理量を測定する測定部を備える測定モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記測定モジュールと連携動作をすることが可能になり、
ゲートウェイとの通信が可能な第２通信方式により無線通信を行う第３通信部を備える通信モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記通信モジュールと連携動作をすることが可能になる他の中間モジュールと、第１通信方式により無線通信を行う第１通信部を備える。

【0019】

このように、（７）の中間モジュールを測定モジュールに取り付けるだけで、その測定モジュールが測定した物理量の測定値を、測定モジュールから離れた通信モジュール等の他の装置へ第１通信方式により送信することができる。したがって、測定モジュールを測定に適したポイントに設置するとともに、通信モジュールをゲートウェイとの通信に適したポイントに設置できる。ここで、測定モジュールそのものが第１通信方式を行うための構成を有していなくても、（７）の中間モジュールを取り付けるだけで第１通信方式による無線通信が可能となる。よって、最適な測定ポイントでの測定と、通信環境が良好なポイントからの無線通信とを容易に両立させることが可能である。

【0020】

一実施形態において、
（８）（７）の中間モジュールにおいて、
当該中間モジュール及び前記測定モジュールに対して電力を供給するバッテリを更に備えてもよい。

【0021】

このように、第１中間モジュールにバッテリを備えた構成とすることで、測定モジュールを測定対象に取り付けたまま第１中間モジュールを交換して、測定モジュールの動作に必要な電力を供給するバッテリを交換することができる。

【0022】

幾つかの実施形態に係る中間モジュールは、
（９）ゲートウェイとの通信が可能な第２通信方式により無線通信を行う第３通信部を備える通信モジュールと機械的及び電気的に結合することで前記通信モジュールと連携動作が可能になる、第１通信方式により無線通信を行う第２通信部を備える。

【0023】

このように、（９）の中間モジュールを通信モジュールに取り付けるだけで、通信モジュールから離れた測定モジュールから物理量の測定値を第１通信方式により取得し、その測定値を第２通信方式により他の装置へ送信することができる。したがって、測定モジュールを測定に適したポイントに設置するとともに、通信モジュールをゲートウェイとの通信に適したポイントに設置できる。ここで、通信モジュールそのものが第１通信方式を行うための構成を有していなくても、（９）の中間モジュールを取り付けるだけで第１通信方式による無線通信が可能となる。よって、最適な測定ポイントでの測定と、通信環境が良好なポイントからの無線通信とを容易に両立させることが可能である。

【0024】

一実施形態において、
（１０）（９）の中間モジュールにおいて、
当該中間モジュール及び前記通信モジュールに対して電力を供給するバッテリを備えてもよい。

【0025】

このように、第２中間モジュールにバッテリを備えた構成とすることで、第２中間モジュールを交換するだけで、通信モジュールの動作に必要な電力を供給するバッテリを交換することができる。

【発明の効果】

【0026】

本開示の一実施形態によれば、最適な測定ポイントでの測定と、通信環境が良好なポイントからの無線通信とを容易に両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】一実施形態に係る測定システム及びゲートウェイの構成例を示す図である。

【図2】図１の測定システムの内部構成例を示すブロック図である。

【図3】図１の測定システムの内部構成例を示すブロック図である。

【図4】図１の測定システムの内部構成例を示すブロック図である。

【図5】図１の測定システムの内部構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

＜比較例＞
比較例として、特許文献１には、無線通信モジュールとセンサモジュールとからなるとともに互いに機械的且つ電気的に直接接続されることで互いに固定され且つ連携動作可能になる２つのモジュールを有する、測定器モジュール構造が記載されている。無線通信モジュール（第２モジュール）は、ゲートウェイとの通信機能を有するプリント基板と電源としてのバッテリを有する。センサモジュール（第１モジュール）は、測定対象の物理的パラメータを測定するセンサを有する。無線通信モジュールとセンサモジュールを接続して測定対象物に取り付けることで、測定器は、物理的パラメータの測定値を無線通信することができる。特許文献２には、無線通信モジュールとセンサモジュールとの間に機械的且つ電気的に接続されることで２つのモジュールを互いに固定し且つ連携動作可能にする中間モジュールを挿入して機能を拡張することが記載されている。

【0029】

このような比較例に係る構成は、最適な測定ポイントでの測定と、通信環境が良好なポイントからの無線通信とを容易に両立させるという点で改善の余地があった。具体的には、測定に最適なポイントがゲートウェイとの通信が可能な位置であるとは限らない。そのような場合、比較例の構成においては、測定に最適なポイントではなくゲートウェイとの通信可能な位置に測定ポイントを変更する必要があり、最適なポイントでの測定ができない。

【0030】

そこで、本開示は、最適な測定ポイントでの測定と無線通信環境が良好なポイントへの設置の両立を実現することを目的とする。

【0031】

＜実施形態＞
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。各図面中、同一の構成又は機能を有する部分には、同一の符号を付している。本実施形態の説明において、同一の部分については、重複する説明を適宜省略又は簡略化する場合がある。

【0032】

（測定システム）
図１は、一実施形態に係る測定システム１及びゲートウェイ５０の構成例を示す図である。測定システム１は、例えば、工業プラント、資源プラント、発電プラント、又は上下水道に関するプラント等の各種プラント内に配置された設備に設置される無線通信型のフィールドセンサ（フィールド機器）である。測定システム１は、測定対象の物理量を測定し、その測定結果等の情報を、ゲートウェイ５０を介して外部の装置へ送信する。

【0033】

測定システム１は、測定モジュール１０、第１中間モジュール２０、第２中間モジュール３０、及び、通信モジュール４０を備える。

【0034】

測定モジュール１０は、測定対象の物理量を測定する測定部１１（図２参照）を備える。本実施形態において、測定モジュール１０は、測定対象物である配管８０内の圧力を測定するが、測定モジュール１０が測定する物理量は圧力に限られない。測定モジュール１０は、第１中間モジュール２０と機械的及び電気的に結合することで第１中間モジュール２０と連携動作が可能になる。

【0035】

第１中間モジュール２０は、第２中間モジュール３０と、第１通信方式により無線通信を行う。本実施形態において、第１中間モジュール２０は、第１通信方式としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により通信を行うが、第１通信方式はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に限られない。第１中間モジュール２０は、測定モジュール１０と機械的及び電気的に結合することで測定モジュール１０と連携動作が可能になる。

【0036】

第２中間モジュール３０は、第１中間モジュール２０と、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の第１通信方式により無線通信を行う。第２中間モジュール３０は、通信モジュール４０と機械的及び電気的に結合することで通信モジュール４０と連携動作が可能になる。

【0037】

通信モジュール４０は、ゲートウェイ５０と、ゲートウェイ５０との通信が可能な第２通信方式により無線通信を行う。本実施形態において、通信モジュール４０は、第２通信方式としてＬｏＲａにより通信を行うが、第２通信方式はＬｏＲａに限られない。通信モジュール４０は、第２中間モジュール３０と機械的及び電気的に結合することで第２中間モジュール３０と連携動作が可能になる。

【0038】

以上のような構成において、測定モジュール１０及び第１中間モジュール２０は、互いに結合された状態で、測定対象物である配管８０上に設置される。第２中間モジュール３０及び通信モジュール４０は、互いに結合された状態で、第１中間モジュール２０との第１通信方式による無線通信の通信圏内であり、かつ、第２通信方式による通信に適した場所に設置される。このような状態において、第１中間モジュール２０は、測定モジュール１０が測定した物理量の測定値を、第２中間モジュール３０へ第１通信方式により送信する。通信モジュール４０は、第２中間モジュール３０が受信した物理量の測定値を、第２通信方式によりゲートウェイ５０へ送信する。ゲートウェイ５０は、例えば、イントラネット、移動体通信網、又は、インターネット等を含む任意のネットワークを介して、プラントの管理者等が使用するＰＣ（Personal Computer）等のコンピュータへ、物理量の測定値を送信する。

【0039】

このように、本実施形態においては、測定モジュール１０と通信モジュール４０とを分離して設置することができる。そのため、測定モジュール１０を物理量の測定に適した測定ポイントに設置することができるとともに、通信モジュール４０を第２通信方式に適したポイントに設置することができる。例えば、測定システム１の設置対象が、パイプがジャングルのように入り組んで配置された環境であっても、測定モジュール１０及び通信モジュール４０をそれぞれ適切なポイントに設置することができる。

【0040】

また、測定モジュール１０と通信モジュール４０とを離れた場所に設置することができるため、測定モジュール１０近傍の振動及び熱等の影響が通信モジュール４０に及ぶことを防ぐことができる。例えば、通信モジュール４０及び第２中間モジュール３０を振動がない環境に設置することで、通信モジュール４０及び第２中間モジュール３０における電池接点の信頼性を維持することができる。また、測定モジュール１０が、高温、高所、又は、有毒ガス等が存在する場所に設置されていたとしても、ユーザは、通信モジュール４０又は第２中間モジュール３０のバッテリを容易かつ安全に交換することができる。

【0041】

さらに、測定対象物に対して設置する必要があるのは、測定モジュール１０及び第１中間モジュール２０を結合したもののみであるため、測定対象に取り付ける物の大きさ及び重量は小さくなる。そのため、測定システム１によれば、設置場所の自由度及び耐振動特性も向上する。例えば、スペース、熱、及び、湿度等の条件が厳しく通信モジュール４０を設置することができないような測定対象においても、測定モジュール１０を設置することができる。また、例えば、近距離無線通信が可能な距離範囲で大気中のガス分布等をドローンに搭載した測定モジュール１０で調べる場合、測定モジュール１０の重量を軽減できる。その結果、ドローンの飛行時間を長くすることが可能にできるとともに、測定データをリアルタイムで確認することが可能となる。

【0042】

また、測定モジュール１０及び通信モジュール４０の間の通信を第１中間モジュール２０及び第２中間モジュール３０を介した無線通信とすることで、有線ケーブルを用いた構成よりも、設置の自由度を向上させることができる。例えば、測定モジュール１０と通信モジュール４０をケーブルで接続するには、ケーブル接続のための部品構成が必要となるだけでなく、測定対象が動く（回転運動など）場合、測定モジュール１０と通信モジュール４０をケーブル接続することができない。

【0043】

（測定モジュール）
図２は、図１の測定システム１ａの内部構成例を示すブロック図である。図２に示すように、測定モジュール１０は、測定部１１を備える。測定モジュール１０は、第１中間モジュール２０と機械的及び電気的に結合可能な嵌合部を有してもよい。

【0044】

測定部１１は、測定対象の物理量を測定するセンサである。本実施形態において、測定部１１は、配管８０の圧力を測定するが、測定部１１が測定する物理量は圧力に限られない。例えば、測定部１１は、例えば、温度、振動、流量、湿度、速度、加速度、及び、回転数等の任意の物理量を測定してもよい。

【0045】

（第１中間モジュール）
図２に示すように、第１中間モジュール２０は、ＲＦ（Radio Frequency）回路２２、及び、ＲＦアンテナ２３を備える。第１中間モジュール２０は、測定モジュール１０と機械的及び電気的に結合可能な嵌合部を有してもよい。

【0046】

ＲＦ回路２２は、第２中間モジュール３０との間で、第１通信方式による無線通信を行うための信号処理を行う電気回路である。ＲＦアンテナ２３は、第１通信方式による無線通信を行うために電波を送受信するアンテナである。ＲＦ回路２２及びＲＦアンテナ２３は、第１通信方式により無線通信を行う第１通信部を構成しうる。第１通信方式は、例えば、通信距離が数１０ｍ以内程度の短距離無線通信方式としてもよい。本実施形態において、ＲＦ回路２２及びＲＦアンテナ２３は、第１通信方式としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により通信を行うが、第１通信方式はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に限られない。例えば、第１通信方式は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association、赤外線通信）、又は、超音波通信としてもよい。

【0047】

測定モジュール１０及び第１中間モジュール２０は、例えば、ボード・トゥ・ボード型接続構造により互いに結合してもよい。したがって、測定モジュール１０を第１中間モジュール２０に容易に接続することができる。機械的及び電気的に結合した場合に結合部分が浸水しないような防水構造を有してもよい。

【0048】

（第２中間モジュール）
図２に示すように、第２中間モジュール３０は、ＲＦ回路３１、及び、ＲＦアンテナ３２を備える。第２中間モジュール３０は、通信モジュール４０と機械的及び電気的に結合可能な嵌合部を有してもよい。

【0049】

ＲＦ回路３１は、第１中間モジュール２０との間で、第１通信方式による無線通信を行うための信号処理を行う電気回路である。ＲＦアンテナ３２は、第１通信方式による無線通信を行うために電波を送受信するアンテナである。ＲＦ回路３１及びＲＦアンテナ３２は、第１通信方式により無線通信を行う第２通信部を構成しうる。第１通信方式の例は、前述のとおりである。

【0050】

（通信モジュール）
図２に示すように、通信モジュール４０は、ＲＦ回路４２、及び、ＲＦアンテナ４３を備える。通信モジュール４０は、第２中間モジュール３０と機械的及び電気的に結合可能な嵌合部を有してもよい。

【0051】

ＲＦ回路４２は、ゲートウェイ５０との間で、第２通信方式による無線通信を行うための信号処理を行う電気回路である。ＲＦアンテナ４３は、第２通信方式による無線通信を行うために電波を送受信するアンテナである。ＲＦ回路４２及びＲＦアンテナ４３は、第２通信方式により無線通信を行う第３通信部を構成しうる。第２通信方式は、例えば、通信距離が数ｋｍ程度の長距離無線通信方式としてもよい。本実施形態において、ＲＦ回路４２及びＲＦアンテナ４３は、第２通信方式としてＬｏＲａにより通信を行うが、第２通信方式はＬｏＲａに限られない。例えば、第２通信方式は、ＬｏＲａＷＡＮ、ＩＳＡ１００、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、又は、セルラ通信としてもよい。

【0052】

第２中間モジュール３０及び通信モジュール４０は、例えば、ボード・トゥ・ボード型接続構造により互いに結合してもよい。したがって、通信モジュール４０を第２中間モジュール３０に容易に接続することができる。なお、通信モジュール４０及び第２中間モジュール３０は、機械的及び電気的に結合した場合に結合部分が浸水しないような防水構造を有してもよい。

【0053】

図２は、測定モジュール１０、第１中間モジュール２０、第２中間モジュール３０、及び、通信モジュール４０がいずれも最小限の構成を備えた例を示しているが、各モジュールは、図２に示したもの以外の構成要素を更に備えてもよい。例えば、各モジュールは、装置の動作を制御する制御部、表示部、及び、バッテリを備えてもよい。

【0054】

例えば、図３の測定システム１ｂにおいて、測定モジュール１０は、測定部１１に加えて、バッテリ１２を備えている。バッテリ１２は、測定モジュール１０、及び、第１中間モジュール２０が結合された場合は第１中間モジュール２０に対して電力を供給する。バッテリ１２は、例えば、リチウム電池であるが、別の方式の電池でもよい。バッテリ駆動とすることで、測定モジュール１０、及び、第１中間モジュール２０を単純な構造で実現することができる。測定システム１ｂにおいて、測定モジュール１０は、バッテリ１２により駆動するが、商用電源から電力の供給を受けてもよい。

【0055】

また、測定システム１ｂにおいて、第１中間モジュール２０は、ＲＦ回路２２及びＲＦアンテナ２３に加えて、制御部２１及び表示部２４を備える。制御部２１は、１つ以上のプロセッサを含む。一実施形態において「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限定されない。制御部２１は、第１中間モジュール２０を構成する各構成部と通信可能に接続され、第１中間モジュール２０全体の動作を制御する。さらに、測定モジュール１０及び第１中間モジュール２０が機械的及び電気的に結合した場合、制御部２１は、測定モジュール１０の各構成部とも通信可能に接続され、測定モジュール１０全体の動作を制御してもよい。

【0056】

表示部２４は、測定モジュール１０又は第１中間モジュール２０の情報を表示する。表示部２４は、測定モジュール１０に電気的に結合することで測定モジュール１０と連携動作が可能になる。例えば、表示部２４は、測定モジュール１０及び第１中間モジュール２０の状態、並びに、測定モジュール１０が測定した測定値等の情報を表示してもよい。表示部２４は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイとしてもよい。

【0057】

図３の例において、第１中間モジュール２０は、測定モジュール１０と結合した場合に、測定モジュール１０から電力の供給を受け、制御部２１の制御に基づき動作するが、このような構成に限られない。例えば、第１中間モジュール２０は、バッテリを備えてもよい。あるいは、第１中間モジュール２０ではなく測定モジュール１０が、又は、第１中間モジュール２０及び測定モジュール１０の両方が、各構成要素の動作を制御する制御部（プロセッサ）を備えてもよい。また、第１中間モジュール２０ではなく測定モジュール１０が、又は、第１中間モジュール２０及び測定モジュール１０の両方が表示部を備えてもよい。第１中間モジュール２０がバッテリを備えた構成については、図４及び図５を参照して後述する。

【0058】

また、測定システム１ｂにおいて、第２中間モジュール３０は、ＲＦ回路３１及びＲＦアンテナ３２に加えて、表示部３３を備える。表示部３３は、通信モジュール４０又は第２中間モジュール３０の情報を表示する。表示部３３は、通信モジュール４０に電気的に結合することで通信モジュール４０と連携動作が可能になる。例えば、表示部３３は、通信モジュール４０及び第２中間モジュール３０の状態、並びに、第２中間モジュール３０が測定した測定値等の情報を表示してもよい。表示部３３は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイとしてもよい。

【0059】

また、測定システム１ｂにおいて、通信モジュール４０は、ＲＦ回路４２及びＲＦアンテナ４３に加えて、制御部４１及びバッテリ４４を備える。制御部４１は、１つ以上のプロセッサを含む。一実施形態において「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限定されない。制御部４１は、通信モジュール４０を構成する各構成部と通信可能に接続され、通信モジュール４０全体の動作を制御する。さらに、通信モジュール４０及び第２中間モジュール３０が機械的及び電気的に結合した場合、制御部４１は、第２中間モジュール３０の各構成部とも通信可能に接続され、第２中間モジュール３０全体の動作を制御してもよい。

【0060】

バッテリ４４は、通信モジュール４０、及び、第２中間モジュール３０が結合された場合は第２中間モジュール３０に対して電力を供給する。バッテリ４４は、例えば、リチウム電池であるが、別の方式の電池でもよい。バッテリ駆動とすることで、通信モジュール４０、及び、第２中間モジュール３０を単純な構造で実現することができる。本実施形態において、通信モジュール４０は、バッテリ４４により駆動するが、商用電源から電力の供給を受けてもよい。

【0061】

図３の例において、第２中間モジュール３０は、通信モジュール４０と結合した場合に、通信モジュール４０から電力の供給を受け、通信モジュール４０の制御部４１の制御に基づき動作するが、このような構成に限られない。例えば、第２中間モジュール３０は、バッテリを備えてもよい。通信モジュール４０ではなく第２中間モジュール３０が、又は、通信モジュール４０及び第２中間モジュール３０の両方が、各構成要素の動作を制御する制御部（プロセッサ）を備えてもよい。また、第２中間モジュール３０ではなく通信モジュール４０が、又は、第２中間モジュール３０及び通信モジュール４０の両方が表示部を備えてもよい。第２中間モジュール３０がバッテリを備えた構成については、図４を参照して後述する。

【0062】

図４及び図５は、図３の測定システム１ｂにおいて、バッテリの配置を変形した測定システム１ｃ，１ｄの内部構成例を示すブロック図である。以下、図４及び図５の測定システム１ｃ，１ｄについて、図２，図３の測定システム１ａ，１ｂと共通する構成については説明を省略し、測定システム１ａ，１ｂと異なる構成を中心に説明する。

【0063】

図４の測定システム１ｃにおいては、第１中間モジュール２０、及び、第２中間モジュール３０がバッテリ２５，３４を備え、測定モジュール１０及び通信モジュール４０はバッテリを備えていない。このような構成において、第１中間モジュール２０が測定モジュール１０と結合すると、第１中間モジュール２０のバッテリ２５は、第１中間モジュール２０及び測定モジュール１０の各構成要素に電力を供給する。電力の供給と共に、第１中間モジュール２０の制御部２１は、測定部１１を制御して、測定対象の物理量の測定を開始する。制御部２１は、測定された物理量の測定値を、第１中間モジュール２０のＲＦ回路２２及びＲＦアンテナ２３から第２中間モジュール３０へ送信する。

【0064】

一方、第２中間モジュール３０が通信モジュール４０と結合すると、第２中間モジュール３０のバッテリ３４は、第２中間モジュール３０及び通信モジュール４０の各構成要素に電力を供給する。電力の供給に応じて、通信モジュール４０の制御部４１は、ＲＦ回路３１及びＲＦアンテナ３２により第１中間モジュール２０から物理量の測定値を受信したり、ＲＦ回路４２及びＲＦアンテナ４３を介して受信した測定値をゲートウェイ５０へ送信したりする。

【0065】

図４のように、バッテリ２５，３４を第１中間モジュール２０及び第２中間モジュール３０に設けることで、バッテリ２５，３４を使い切った場合に、第１中間モジュール２０及び第２中間モジュール３０を交換するだけで測定モジュール１０及び通信モジュール４０の動作に必要なバッテリを更新することができる。測定モジュール１０は、プラント内において測定対象の物理量を測定できるような場所に設置されるため、測定モジュール１０の交換は手間がかかることが多い。そのような場合であっても、第１中間モジュール２０にバッテリ２５を設けることで、バッテリ２５の交換を容易に行うことができる。なお、図５の測定システム１ｄのように、測定モジュール１０と第１中間モジュール２０の間では第１中間モジュール２０にバッテリ２５を設け、第２中間モジュール３０と通信モジュール４０の間では通信モジュール４０にバッテリ４４を設けるようにしてもよい。また、測定モジュール１０、第１中間モジュール２０、第２中間モジュール３０、及び、通信モジュール４０の３つ以上がバッテリを備えるようにしてもよい。

【0066】

測定モジュール１０、及び、通信モジュール４０は、直接、互いに機械的及び電気的に結合することで連携動作することが可能な２つのモジュールであってもよい。このような構成であれば、無線通信可能な測定器の機能を中間モジュールによって拡張することができる。

【0067】

なお、図１～図５では、第１中間モジュール２０が結合された測定モジュール１０は、第２中間モジュール３０が結合された通信モジュール４０へ物理量の測定値を送信するが、測定モジュール１０は、複数の機器に物理量の測定値を送信してもよい。例えば、測定モジュール１０に結合された第１中間モジュール２０は、それぞれ第２中間モジュール３０が結合された複数の通信モジュール４０へ物理量の測定値を送信してもよい。このように、第１中間モジュール２０が複数の機器へ物理量の測定値を送信してマルチポイント接続を行うことで、データ通信を冗長化し、通信の信頼性を高めることが可能である。

【0068】

第１中間モジュール２０は、測定モジュール１０が結合された構成を支持部（プラントの配管など）に固定するための取り付け構造を有してもよい。同様に、第２中間モジュール３０は、通信モジュール４０が結合された構成を支持部に固定するための取り付け構造を有してもよい。したがって、第１中間モジュール２０又は第２中間モジュール３０を介して測定モジュール１０又は通信モジュール４０を支持部に固定することができるので、支持部からの振動、熱などの外乱を抑制し、測定機能と無線通信機能を良好に維持することができる。また、取り付け構造は、Ｕ字ボルト、ボルト、ベルト又は磁石を有してもよい。このような構成によれば、測定モジュール１０又は通信モジュール４０を支持部に容易に固定することができる。

【0069】

第１中間モジュール２０及び第２中間モジュール３０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を有してもよい。このような構成によれば、測定モジュール１０及び通信モジュール４０の位置を特定する機能を追加することができる。

【0070】

以上のように、本開示に係る構成は、通信モジュール４０と測定モジュール１０を有するフィールド機器において通信モジュール４０と測定モジュール１０間のデータ通信を無線通信により行う。したがって、最適な無線通信環境への設置と最適な測定ポイントへの設置の両立を実現するとともに設置制約の緩和を実現することができる。

【0071】

詳細には、測定システム１は、測定モジュール１０、第１中間モジュール２０、第２中間モジュール３０、及び、通信モジュール４０を備える。測定モジュール１０は、物理量を測定する測定部１１を備える。第１中間モジュール２０は、測定モジュール１０と機械的及び電気的に結合することで測定モジュール１０と連携動作が可能になる。第１中間モジュール２０は、第１通信方式により無線通信を行うＲＦ回路２２及びＲＦアンテナ２３を備える。第２中間モジュール３０は、第１中間モジュール２０と第１通信方式により無線通信を行うＲＦ回路３１及びＲＦアンテナ３２を備える。通信モジュール４０は、第２中間モジュール３０と機械的及び電気的に結合することで第２中間モジュール３０と連携動作が可能になる。通信モジュール４０は、ゲートウェイ５０との通信が可能な第２通信方式により無線通信を行うＲＦ回路４２及びＲＦアンテナ４３を備える。

【0072】

このように、測定モジュール１０及び通信モジュール４０は、第１中間モジュール２０及び第２中間モジュール３０を用いて第１通信方式により互いに無線通信を行う。そのため、測定モジュール１０を測定に適したポイントに設置するとともに、通信モジュール４０をゲートウェイ５０との通信に適したポイントに設置できる。ここで、測定モジュール１０及び通信モジュール４０そのものが第１通信方式を行うための構成を有していなくても、第１中間モジュール２０及び第２中間モジュール３０を取り付けるだけで、互いに第１通信方式による無線通信が可能となる。したがって、最適な測定ポイントでの測定と、通信環境が良好なポイントからの無線通信とを容易に両立させることが可能である。

【0073】

なお、第１中間モジュール２０は、第１中間モジュール２０及び測定モジュール１０に対して電力を供給するバッテリ２５を備えてもよい。このように、第１中間モジュール２０にバッテリ２５を備えた構成とすることで、測定モジュール１０を測定対象に取り付けたまま第１中間モジュール２０を交換して、測定モジュール１０の動作に必要な電力を供給するバッテリを交換することができる。

【0074】

また、第２中間モジュール３０は、第２中間モジュール３０及び通信モジュール４０に対して電力を供給するバッテリ３４を備えてもよい。このように、第２中間モジュール３０にバッテリ３４を備えた構成とすることで、第２中間モジュール３０を交換するだけで、通信モジュール４０の動作に必要な電力を供給するバッテリを交換することができる。

【0075】

また、第１中間モジュール２０は、測定モジュール１０に電気的に結合することで測定モジュール１０と連携動作が可能になる表示部２４を更に備えてもよい。このような構成とすることで、測定モジュール１０及び第１中間モジュール２０の状態、並びに、測定モジュール１０が測定した測定値等の情報を表示することができる。

【0076】

また、第２中間モジュール３０は、通信モジュール４０に電気的に結合することで通信モジュール４０と連携動作が可能になる表示部３３を更に備えてもよい。このような構成とすることで、通信モジュール４０及び第２中間モジュール３０の状態、並びに、通信の状態等の情報を表示することができる。

【0077】

本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、ブロック図に記載の複数のブロックは統合されてもよいし、又は１つのブロックは分割されてもよい。その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。

【符号の説明】

【0078】

１ 測定システム
１０ 測定モジュール
１１ 測定部
１２ バッテリ
２０ 第１中間モジュール
２１ 制御部
２２ ＲＦ回路
２３ ＲＦアンテナ
２４ 表示部
２５ バッテリ
３０ 第２中間モジュール
３１ ＲＦ回路
３２ ＲＦアンテナ
３３ 表示部
３４ バッテリ
４０ 通信モジュール
４１ 制御部
４２ ＲＦ回路
４３ ＲＦアンテナ
４４ バッテリ
５０ ゲートウェイ
８０ 配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】