(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-17
(45)【発行日】2023-11-28
(54)【発明の名称】計測装置、計測システム、方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01F 23/00 20220101AFI20231120BHJP
G01F 23/18 20060101ALI20231120BHJP
G08C 15/00 20060101ALI20231120BHJP
G08C 15/06 20060101ALI20231120BHJP
G08C 17/00 20060101ALI20231120BHJP
H04M 11/00 20060101ALI20231120BHJP
E03F 7/00 20060101ALI20231120BHJP
【ＦＩ】
G01F23/00 Z
G01F23/18
G08C15/00 E
G08C15/06 H
G08C17/00 Z
H04M11/00 301
E03F7/00
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022026631
(22)【出願日】2022-02-24
(62)【分割の表示】P 2020554321の分割
【原出願日】2020-01-31
(65)【公開番号】P2022081523
(43)【公開日】2022-05-31
【審査請求日】2023-01-31
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 令和元年８月１日 下水道情報「下水道展’１９横浜」臨時増刊号 第４３頁における公開 〔刊行物等〕 令和元年８月６日 「下水道展’１９横浜」における公開 〔刊行物等〕 令和元年８月２２日 「ｈｔｔｐｓ：／／ｂｕｉｌｔ．ｉｔｍｅｄｉａ．ｃｏ．ｊｐ／ｂｔ／ａｒｔｉｃｌｅｓ／１９０８／２２／ｎｅｗｓ００７．ｈｔｍｌ」における公開 〔刊行物等〕 令和２年１月１５日 月刊下水道 ３月号 通巻６１８号 Ｖｏｌ．４３ Ｎｏ．３ 第４９～５６頁における公開
(73)【特許権者】
【識別番号】501054551
【氏名又は名称】株式会社ＮＪＳ
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【弁理士】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100158469
【弁理士】
【氏名又は名称】大浦 博司
(72)【発明者】
【氏名】大西 明和
(72)【発明者】
【氏名】柴田 敬介
(72)【発明者】
【氏名】田辺 隆雄
(72)【発明者】
【氏名】久保 謙介
【審査官】羽飼 知佳
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－０７０９９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／０２４３５２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－０１６７０１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｆ ２３／００－２３／８０ 等
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
閉鎖性空間の内部において水位を測定する、水位センサと、前記水位センサの測定値を示す信号を前記水位センサから繰り返し取得する、測定値取得部と、
前記信号から得られる計測値を時刻と関連付けて記憶する記憶部であって、該記憶を繰り返すことにより、複数の計測値と複数の時刻とを関連付けて蓄積データとして記憶する、記憶部と、
前記計測値と時刻とを示すデータを無線通信によりアンテナから前記閉鎖性空間の外部に送信する、通信部と、
前記記憶部と前記通信部との動作を制御する制御部と、
前記制御部に電力を供給する電源部と
を備え、
前記記憶部は、前記計測値の時刻と関連付けた記憶を、第１の計測時間間隔と該第１の計測時間間隔よりも短い第２の計測時間間隔とのいずれか一方へと前記制御部により制御される計測時間間隔で繰り返し、
前記制御部は、前記通信部の動作を第１のモードと第２のモードとの間で切り替え、
前記第１のモードにおいて、前記通信部は、蓄積データ受信器からの信号受信に応答して、前記蓄積データを前記アンテナから該蓄積データ受信器に対して送信し、
前記第２のモードにおいて、前記通信部は、前記測定値取得部が前記水位センサから取得した前記信号から得られる計測値を示すデータを、第１の通報時間間隔と該第１の通報時間間隔よりも短い第２の通報時間間隔とのいずれか一方へと前記制御部により制御される通報時間間隔で前記アンテナから繰り返し外部に送信し、
前記第１のモードにおいて、
前記計測時間間隔が前記第１の計測時間間隔に等しいとき、前記制御部は、計測された最新の水位と、切り換え水位とを比較し、該最新の水位が該切り換え水位よりも高い場合、該計測時間間隔を前記第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を前記第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断して変更し、該最新の水位が該切り換え水位よりも低い場合、該計測時間間隔を該第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断し、
前記計測時間間隔が前記第２の計測時間間隔に等しいとき、前記制御部は、計測された最新の水位と、前記切り換え水位よりも低い戻り水位とを比較し、該最新の水位が該戻り水位よりも低い場合、該計測時間間隔を前記第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を前記第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断して変更し、該最新の水位が該戻り水位よりも高い場合、該計測時間間隔を該第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断し、
前記第２のモードにおいて、
前記計測時間間隔が前記第１の計測時間間隔に等しく、前記通報時間間隔が前記第１の通報時間間隔に等しいとき、前記制御部は、計測された最新の水位と、前記切り換え水位とを比較し、該最新の水位が該切り換え水位よりも高い場合、該計測時間間隔を前記第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を前記第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断して変更し、該最新の水位が該切り換え水位よりも低い場合、該計測時間間隔を該第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断し、
前記計測時間間隔が前記第２の計測時間間隔に等しく、前記通報時間間隔が前記第２の通報時間間隔に等しいとき、前記制御部は、計測された最新の水位と、前記戻り水位とを比較し、該最新の水位が該戻り水位よりも低い場合、該計測時間間隔を前記第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を前記第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断して変更し、該最新の水位が該戻り水位よりも高い場合、該計測時間間隔を該第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断する、
計測装置。
【請求項2】
前記測定値取得部と、前記記憶部と、前記通信部と、前記制御部と、前記電源部とが、管渠に通じるマンホールの蓋に取り付けられており、前記水位センサが、ケーブルによって前記測定値取得部と接続されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の計測装置と、前記計測装置から無線通信により前記蓄積データを受信する、可搬型の蓄積データ受信器と、
前記蓄積データをネットワーク上のコンピュータへと送信する、蓄積データ送信装置と、
前記蓄積データを前記ネットワーク上のコンピュータから受信する、受信端末装置と
を備えた、計測システム。
【請求項4】
水位センサが、閉鎖性空間の内部において水位を測定することと、測定値取得部が、前記水位センサの測定値を示す信号を前記水位センサから取得することと、
制御部の制御により、記憶部が、前記信号から得られる計測値を時刻と関連付けて記憶することと、
前記制御部の制御により、通信部が、前記計測値と時刻とを示すデータを無線通信によりアンテナから前記閉鎖性空間の外部に送信することと
を含み、前記測定値を示す信号の取得を繰り返し、前記計測値の時刻と関連付けた記憶を繰り返すことにより、複数の計測値と複数の時刻とを関連付けて蓄積データとして記憶する、方法であって、
前記記憶部による前記記憶は、第１の計測時間間隔と該第１の計測時間間隔よりも短い第２の計測時間間隔とのいずれか一方へと前記制御部により制御される計測時間間隔で繰り返され、
前記通信部の動作は、前記制御部により第１のモードと第２のモードとの間で切り替えられ、
前記第１のモードにおいて、前記通信部は、蓄積データ受信器からの信号受信に応答して、前記蓄積データを前記アンテナから該蓄積データ受信器に対して送信し、
前記第２のモードにおいて、前記通信部は、前記測定値取得部が前記水位センサから取得した前記信号から得られる計測値を示すデータを、第１の通報時間間隔と該第１の通報時間間隔よりも短い第２の通報時間間隔とのいずれか一方へと前記制御部により制御される通報時間間隔で前記アンテナから繰り返し外部に送信し、
前記第１のモードにおいて、
前記計測時間間隔が前記第１の計測時間間隔に等しいとき、前記制御部は、計測された最新の水位と、切り換え水位とを比較し、該最新の水位が該切り換え水位よりも高い場合、該計測時間間隔を前記第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を前記第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断して変更し、該最新の水位が該切り換え水位よりも低い場合、該計測時間間隔を該第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断し、
前記計測時間間隔が前記第２の計測時間間隔に等しいとき、前記制御部は、計測された最新の水位と、前記切り換え水位よりも低い戻り水位とを比較し、該最新の水位が該戻り水位よりも低い場合、該計測時間間隔を前記第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を前記第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断して変更し、該最新の水位が該戻り水位よりも高い場合、該計測時間間隔を該第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断し、
前記第２のモードにおいて、
前記計測時間間隔が前記第１の計測時間間隔に等しく、前記通報時間間隔が前記第１の通報時間間隔に等しいとき、前記制御部は、計測された最新の水位と、前記切り換え水位とを比較し、該最新の水位が該切り換え水位よりも高い場合、該計測時間間隔を前記第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を前記第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断して変更し、該最新の水位が該切り換え水位よりも低い場合、該計測時間間隔を該第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断し、
前記計測時間間隔が前記第２の計測時間間隔に等しく、前記通報時間間隔が前記第２の通報時間間隔に等しいとき、前記制御部は、計測された最新の水位と、前記戻り水位とを比較し、該最新の水位が該戻り水位よりも低い場合、該計測時間間隔を前記第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を前記第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断して変更し、該最新の水位が該戻り水位よりも高い場合、該計測時間間隔を該第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断する、
方法。
【請求項5】
閉鎖性空間の内部において水位を測定する、水位センサと、前記水位センサの測定値を示す信号を前記水位センサから繰り返し取得する、測定値取得部と、
前記信号から得られる計測値を時刻と関連付けて記憶する記憶部であって、該記憶を繰り返すことにより、複数の計測値と複数の時刻とを関連付けて蓄積データとして記憶する、記憶部と、
前記計測値と時刻とを示すデータを無線通信によりアンテナから前記閉鎖性空間の外部に送信する、通信部と、
前記記憶部と前記通信部との動作を制御する制御部と、
前記制御部に電力を供給する電源部と
を備えた計測装置の、前記制御部として機能するプロセッサに、
前記記憶部に前記計測値を時刻と関連付けて記憶させる手順であって、該記憶を繰り返させることにより、複数の計測値と複数の時刻とを関連付けて蓄積データとして記憶させる、記憶部制御手順と、
前記通信部に、前記計測値と時刻とを示すデータを無線通信により前記アンテナから前記閉鎖性空間の外部に送信させる、通信部制御手順と
を実行させるためのプログラムであって、
前記プロセッサに前記記憶部を制御させることにより、該記憶部に、前記計測値の時刻と関連付けた記憶を、第１の計測時間間隔と該第１の計測時間間隔よりも短い第２の計測時間間隔とのいずれか一方へと前記制御部により制御される計測時間間隔で繰り返させ、
前記プロセッサに、前記通信部の動作を第１のモードと第２のモードとの間で切り替えさせ、
前記第１のモードにおいて、前記プロセッサに前記通信部を制御させることにより、該通信部に、蓄積データ受信器からの信号受信に応答して、前記蓄積データを前記アンテナから該蓄積データ受信器に対して送信させ、
前記第２のモードにおいて、前記プロセッサに前記通信部を制御させることにより、該通信部に、前記測定値取得部が前記水位センサから取得した前記信号から得られる計測値を示すデータを、第１の通報時間間隔と該第１の通報時間間隔よりも短い第２の通報時間間隔とのいずれか一方へと前記制御部により制御される通報時間間隔で前記アンテナから繰り返し外部に送信させ、
前記第１のモードにおいて、
前記計測時間間隔が前記第１の計測時間間隔に等しいとき、前記プロセッサに、
計測された最新の水位と、切り換え水位とを比較させ、該最新の水位が該切り換え水位よりも高い場合、前記計測時間間隔を前記第２の計測時間間隔へと、前記通報時間間隔を前記第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断させて変更させ、該最新の水位が該切り換え水位よりも低い場合、該計測時間間隔を該第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断させ、
前記計測時間間隔が前記第２の計測時間間隔に等しいとき、前記プロセッサに、
計測された最新の水位と、前記切り換え水位よりも低い戻り水位とを比較させ、該最新の水位が該戻り水位よりも低い場合、前記計測時間間隔を前記第１の計測時間間隔へと、前記通報時間間隔を前記第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断させて変更させ、該最新の水位が該戻り水位よりも高い場合、該計測時間間隔を該第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断させ、
前記第２のモードにおいて、
前記計測時間間隔が前記第１の計測時間間隔に等しく、前記通報時間間隔が前記第１の通報時間間隔に等しいとき、前記プロセッサに、
計測された最新の水位と、前記切り換え水位とを比較させ、該最新の水位が該切り換え水位よりも高い場合、前記計測時間間隔を前記第２の計測時間間隔へと、前記通報時間間隔を前記第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断させて変更させ、該最新の水位が該切り換え水位よりも低い場合、該計測時間間隔を該第２の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第２の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断させ、
前記計測時間間隔が前記第２の計測時間間隔に等しく、前記通報時間間隔が前記第２の通報時間間隔に等しいとき、前記プロセッサに、
計測された最新の水位と、前記戻り水位とを比較させ、該最新の水位が該戻り水位よりも低い場合、前記計測時間間隔を前記第１の計測時間間隔へと、前記通報時間間隔を前記第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきであると判断させて変更させ、該最新の水位が該戻り水位よりも高い場合、該計測時間間隔を該第１の計測時間間隔へと、該通報時間間隔を該第１の通報時間間隔へと、それぞれ変更すべきではないと判断させる、
ためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、下水道等の管渠をはじめとする閉鎖性空間の内部で水位等を計測する測定装置、測定システム、方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、局所的な豪雨の多発、下水道管路の老朽化などにより下水道氾濫や処理水質の悪化等の被害が甚大化する傾向にある。これに鑑み、リアルタイムな水位情報の通知や、雨天時侵入水（以下、「不明水」）の発生源の特定により、浸水対策、老朽化対策、不明水対策のレベルアップが求められている。
【0003】
リアルタイムな水位情報の通知は、浸水が発生する可能性のある地点等、常時計測を必要とする箇所に水位センサを設置し、水位を常時計測することで可能となる。また不明水の発生源の特定は、発生源と予想される多地点をスポット的に（常時ではなく、特定のタイミングで）計測することで行われている。
【0004】
上記常時計測とスポット計測とは、どちらも下水道管路の水位計測であるにも関わらず従来、これらは別々の装置を用いて行われてきた。常時計測の一例が、特許文献１に記載されている。
【0005】
常時計測の一例としては以下の構成によるものがある。
１．常時計測の水位計測装置の取付け例（図１）
（１）水位計で計測した水位を無線通信機部よりクラウド側に通知する。
（２）無線通信機部には、電源として１次電池又は２次電池を搭載している。
（３）水位計測の周期とクラウド通知は、以下の方法がある。
・設置前にあらかじめ設定した周期。（例：５分周期）
・クラウド側からの天気情報などにより周期を可変。（例：晴れ、曇り：１時間、雨：５分）
１．常時計測の水位計測装置の取付け例（図１）
（１）水位計で計測した水位を無線通信機部よりクラウド側に通知する。
（２）無線通信機部には、電源として１次電池又は２次電池を搭載している。
（３）水位計測の周期とクラウド通知は、以下の方法がある。
・設置前にあらかじめ設定した周期。（例：５分周期）
・クラウド側からの天気情報などにより周期を可変。（例：晴れ、曇り：１時間、雨：５分）
【0006】
スポット計測の一例としては以下の構成によるものがある。
２．スポット水位計測取付け例（図２）
（１）水位計にメモリとバッテリを搭載し計測したデータを蓄積する。大気開放弁がついていないため、地上で大気圧測定する。
（２）水位計測の周期は、設置前にあらかじめ設定した周期で計測。（例：５分周期）
（３）計測データは、装置を撤去後に編集、確認する。地上で計測した大気圧と大気補正する必要がある。
（４）上記（１）の水位計を不明水の発生源と考えられる多地点に設置する。（設置期間は、出水期の３～５ヵ月程度）
２．スポット水位計測取付け例（図２）
（１）水位計にメモリとバッテリを搭載し計測したデータを蓄積する。大気開放弁がついていないため、地上で大気圧測定する。
（２）水位計測の周期は、設置前にあらかじめ設定した周期で計測。（例：５分周期）
（３）計測データは、装置を撤去後に編集、確認する。地上で計測した大気圧と大気補正する必要がある。
（４）上記（１）の水位計を不明水の発生源と考えられる多地点に設置する。（設置期間は、出水期の３～５ヵ月程度）
【0007】
特にスポット計測においては、計測データの編集、確認をするために水位計を回収しなければならないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特許第６３２４６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
以上に鑑み、本発明は、閉鎖性空間内部でのスポット計測において水位計等のセンサを回収せずに計測データの確認等を行うことを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するべく、本発明は、閉鎖性空間の内部において測定する、センサと、センサの測定値を示す信号をセンサから繰り返し取得する、測定値取得部と、信号から得られる計測値を時刻と関連付けて記憶する記憶部であって、記憶を繰り返すことにより、複数の計測値と複数の時刻とを関連付けて蓄積データとして記憶する、記憶部と、計測値と時刻とを示すデータを無線通信によりアンテナから閉鎖性空間の外部に送信する、通信部と、記憶部と通信部との動作を制御する制御部と、制御部に電力を供給する電源部とを備えた、計測装置を提供する。
【0011】
記憶部は、計測値の時刻と関連付けた記憶を、制御部により制御される計測時間間隔で繰り返すものであってよい。
【0012】
通信部は、蓄積データ受信器からの信号受信に応答して、蓄積データを蓄積データ受信器に対してアンテナから送信するものであってよい。
【0013】
制御部は、通信部の動作を第１のモードと第２のモードとの間で切り替えるものであってよく、第１のモードにおいて、通信部は、蓄積データ受信器からの信号受信に応答して、蓄積データをアンテナから蓄積データ受信器に対して送信するものであってよく、第２のモードにおいて、通信部は、測定値取得部がセンサから取得した信号から得られる計測値を示すデータを、制御部により制御される通報時間間隔でアンテナから繰り返し外部に送信するものであってよい。
【0014】
センサは、閉鎖性空間内部の水位を測定する水位センサであってよく、制御部は、通報時間間隔を、計測された水位に応じて変更するものであってよい。
【0015】
制御部は、計測時間間隔を、計測された水位に応じて変更するものであってよい。
【0016】
測定値取得部と、記憶部と、通信部と、制御部と、電源部とが、管渠に通じるマンホールの蓋に取り付けられていてよく、センサが、ケーブルによって測定値取得部と接続されていてよい。
【0017】
また本発明は、上述の計測装置と、計測装置から無線通信により蓄積データを受信する、可搬型の蓄積データ受信器と、蓄積データをネットワーク上のコンピュータへと送信する、蓄積データ送信装置と、蓄積データをネットワーク上のコンピュータから受信する、受信端末装置とを備えた、計測システムを提供する。
【0018】
また本発明は、センサが、閉鎖性空間の内部において測定することと、測定値取得部が、センサの測定値を示す信号をセンサから取得することと、記憶部が、信号から得られる計測値を時刻と関連付けて記憶することと、通信部が、計測値と時刻とを示すデータを無線通信によりアンテナから閉鎖性空間の外部に送信することとを含み、測定値を示す信号の取得を繰り返し、計測値の時刻と関連付けた記憶を繰り返すことにより、複数の計測値と複数の時刻とを関連付けて蓄積データとして記憶する、方法を提供する。
【0019】
また本発明は、閉鎖性空間の内部において測定する、センサと、センサの測定値を示す信号をセンサから繰り返し取得する、測定値取得部と、信号から得られる計測値を時刻と関連付けて記憶する記憶部であって、記憶を繰り返すことにより、複数の計測値と複数の時刻とを関連付けて蓄積データとして記憶する、記憶部と、計測値と時刻とを示すデータを無線通信によりアンテナから閉鎖性空間の外部に送信する、通信部と、記憶部と通信部との動作を制御する制御部と、制御部に電力を供給する電源部とを備えた計測装置の、制御部として機能するプロセッサに、記憶部に計測値を時刻と関連付けて記憶させる手順であって、記憶を繰り返させることにより、複数の計測値と複数の時刻とを関連付けて蓄積データとして記憶させる、記憶部制御手順と、通信部に、計測値と時刻とを示すデータを無線通信によりアンテナから閉鎖性空間の外部に送信させる、通信部制御手順とを実行させるためのプログラムを提供する。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、閉鎖性空間の内部での測定により得られた計測データを計測装置内に蓄積しつつ、計測装置から閉鎖性空間の外部へと計測データを送信することにより、スポット計測において、センサを回収することなくデータ確認等を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】常時計測の一例を示す図。
【図2】スポット計測の一例を示す図。
【図3】計測装置の一例を示す図。
【図4】計測装置の別の一例を示す図。
【図5】水位センサの一例を示す断面図。
【図6】計測装置の構成を示すブロック図。
【図7】常時計測（オンラインモード）の構成を示す図。
【図8】スポット計測（オフラインモード）の構成を示す図。
【図9】ネットワーク上のコンピュータの構成を示すブロック図。
【図10】ゲートウェイ装置の構成を示すブロック図。
【図11】受信端末装置の構成を示すブロック図。
【図12】蓄積データ受信器の構成を示すブロック図。
【図13】蓄積データ送信装置の構成を示すブロック図。
【図14】オンラインモードにおける動作フローを示すフローチャート。
【図15】オンラインモードにおける、センサノード、ゲートウェイ、クラウドサーバ間の通信のシーケンスを示す図。
【図16】水位計測、ゲートウェイ通知タイミングの水位に応じた変更を示す図。
【図17】オフラインモードにおける動作フローを示すフローチャート。
【図19】オフラインモードにおける、センサノード、蓄積データ受信器間の通信のシーケンスを示す図。
【図20】蓄積データから生成される複数のログファイルをコンピュータにより比較表示するときの画面イメージを示す図。
【図21】センサとして水圧計を用い、センサノードを消火栓蓋に取り付けた、計測装置の実施例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の一実施形態である計測装置、計測システム、方法、及びプログラムを、図面を参照しつつ説明する。ただし本発明による計測装置、計測システム、方法、及びプログラムが以下に説明する具体的態様に限定されるわけではなく、本発明の範囲内で適宜変更可能であることに留意する。以下の実施形態においては、計測装置がオンラインモード（常時計測）とオフラインモード（スポット計測）の両方のモードで動作可能であるとして説明する（２種類のプログラムを記憶部に記憶しておき、制御部によるモード切り換えによってどちらのプログラムを実行するかを切り替える。）が、計測装置が２つのモードを備えることは必須ではない。その他にも、例えば、センサは水位センサに限らず、流量、流向、ガス、温度、水質、音、水質等、任意のセンサであってよいし、また各装置、コンピュータ等の構成も、各ブロック図に示されるものに限らず、同様の機能又は動作が可能であれば任意であり、例えば通信部の機能を制御部に統合する等、複数の構成要素が実行すべき動作を単独の構成要素により実行してもよいし（すなわち、例えば通信部と制御部とが同一のハードウェアにより構成されてもよいのであり、請求の範囲に記載された各構成要素は、１つ１つが別個のハードウェアである必要はない。）、あるいは制御部の機能を複数の演算回路に分散する等、図示される単独の構成要素の実行すべき動作を複数の構成要素により実行してもよい（すなわち、請求の範囲に記載された各構成要素は、複数のハードウェアの集合体であってもよい。）。各機能は、プロセッサ等がプログラムを実行することにより実現されてもよいし、マイコン等を用いた組み込み型のシステムによって同様の動作が実行されてもよい。以下の実施形態で示される全ての構成要素を本発明に係る計測装置が備える必要はなく（例えば、大気開放弁を備えることは必須ではなく、地上に大気圧計を設定して、水位計の測定値を補正してもよいし、要求される計測精度等、種々の状況に応じて各要素の有無は任意に選択してよい。）、また示される方法ステップの全てを本発明に係る方法が備える必要もない。計測システム、プログラムにおいても、実施形態で示される個々の要素の有無は任意に選択してよい。なお、閉鎖性空間が完全に閉鎖されている必要はなく、少なくとも部分的に閉鎖された空間であればよい。例えば、以下の実施形態に示すようにマンホールを介して外部と接続されている下水道管路内の管状空間も閉鎖性空間である。また、「水」、「水位センサ」、「水位」等として用いられる「水」とは純水に限られるわけではなく、下水等、任意の不純物を含む水も含む。
【0023】
【0024】
図３の例において、下水道管路１内に通じるマンホール２の蓋３には、防水ケースに収容されたセンサノード４が取り付けられており、センサノード４は、中空ケーブル５（大気開放弁６が設けられている。）を介して、水位センサ７と接続されている。水位センサ７は、下水道管路１内の水８の中に置かれ（一例において、水位センサ７は、運用時には水８中に沈められる。図７，図８参照）、水８の水位を測定し、測定値を示す信号（電気信号、電流信号、光信号等、水位センサ７の態様に応じて信号の態様は変わり得る。）をセンサノード４のインタフェース部２１へと送る。センサノード４のインタフェース部２１はセンサからの信号を繰り返し取得し、記憶部１９は、取得した信号から得られる計測値（計測値とは上記測定値であってよいが、例えば水位センサ７からは水圧を示す信号を取得し、これを水位に変換してから記憶する場合には、「測定値」とは水圧であり「計測値」とは水位であってよい。）を時刻と関連付けて記憶する（計測値と関連する「時刻」は、当該計測値を記憶するタイミングで、記憶部１９に記憶された時間管理プログラムを制御部１８が実行することで現在時刻として取得してもよいし（センサノード４内部のデバイスで時間管理してもよいし、通信部２０による通信で外部から時刻情報を受信してもよい。）、或いは水位センサ７側で測定時刻を取得してインタフェース部２１に信号として送ってもよい。）。記憶部１９はこのような記憶を繰り返すことにより、複数の計測値と複数の時刻とを関連付けて蓄積データとして記憶する。蓄積データの一例は、図６に示すとおり、当該水位センサ７の識別情報（ここでは「ＩＤ１」とし、一例においては番号である。）と、日付時刻（一例においては、「ＹＹＹＹＭＭＤＤ：ＨＨＭＭＳＳ」の形式で、日付と時刻を特定する情報である。）と、当該時刻に関連する計測値（水位の数値でもよいし、水位レベル等、水位に対応する何らかの指標でもよい。）と、をデータ項目として含むレコードの集合である。またマンホール２の蓋３には、アンテナ９が取り付けられており、センサノード４の通信部２０とアンテナ９とはアンテナ線１０で接続されている。通信部２０は、計測値と時刻とを示すデータを無線通信によりアンテナ９から下水道管路１の外部に送信する。センサノード内の各要素の動作は、制御部１８により制御される（インタフェース部２１の入出力機器が制御を必要としない場合等、少なくとも一部の要素については制御不要としてもよい。）。またセンサノード４には電源部２２も含まれ、制御部に（及び、必要に応じて他の要素に）電力を供給する。なお、図４に示すとおり、センサノード４やアンテナ９をマンホールの蓋３に取り付けることは必須ではなく、例えば、アンテナ９をセンサノード４に対して固定した上で、センサノード４をマンホール２の壁面に対して固定（作業員がマンホール内で下に降りたり上に登ったりするためのステップ（足掛け用の器具）に固定する等）してもよい。
【0025】
水位センサ７の一例としては、図５に示すタイプの水位センサ７（投込圧力式）が挙げられる。図５の水位センサ７は、保護カバー７ａ内に、ダイヤフラム１１、圧力変換素子１２、増幅変換回路１３を備え（保護カバー７ａは筒状の形状であり、ダイヤフラム１１の側が開いている）、中空ケーブル５によりインタフェース部２１の入出力機器と接続されている。ダイヤフラム１１が水８の圧力を受け、この液圧を圧力変換素子１２が電気信号（電圧）に変換し、導線１４，１５を介して圧力変換素子１２に接続される増幅変換回路１３がこの電圧を増幅して電流に変換し、導線１６，１７を介してこの電流信号がセンサノード４のインタフェース部２１に送られる。この電流信号は、ダイヤフラム１１の位置における水圧に対応する信号であり、水圧は水８の水位に対応するため、電流信号から水位を決定することができる（具体的な水位の決定は、センサノード４側で、制御部１８が記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行することにより行ってもよいし、水位センサ７側に水位計算をするための回路を配置し、水圧から水位を決定した上で、水位を表す信号をインタフェース部２１に送ってもよい。）。なお、中空ケーブル５には大気開放弁６が設けられており、中空ケーブル５から大気開放弁６を通じて空気を放出することにより、大気圧の影響を排して水圧（これに対応する水位）を測定することができる。
【0026】
計測装置の全体構成は図６のブロック図に示すとおりである。計測装置１００は、センサノード４と、水位センサ７と、アンテナ９とを備え、センサノード４は、制御部１８と、記憶部１９と、通信部２０と、インタフェース部２１と、電源部２２とを備える。センサノード４と水位センサ７とは中空ケーブル５を介して接続されており、中空ケーブル５には既に述べたとおり大気開放弁６が設けられている。通信部２０の通信回路とアンテナ９とは、既に述べたとおりアンテナ線１０で接続されている。
【0027】
制御部１８は、中央処理装置（ＣＰＵ： Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、一時記憶メモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）を備え、インタフェース部２１を介した外部からの信号取得、及び、記憶部１９に記憶された各種制御プログラム等を実行することによるセンサノード４の各要素の動作制御を行う。記憶部１９は、各種記憶回路、或いはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶デバイスを用いて構成され、各種の制御プログラムからなる制御プログラム群、その他の各種プログラム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：オペレーティングシステム等）、データ等（後述の計測時間間隔、通報時間間隔を含む。）を記憶するとともに、上述の蓄積データを記憶する。通信部２０は通信回路を備え、アンテナ９から下水道管路１の外部へと、水位の計測値や関連する時刻を示すデータを無線通信により送信する。ここにおいて通信回路は、一例においてはＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ， Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）技術による無線通信を行うための通信回路である。インタフェース部２１は、水位センサ７からの電流信号を取得し、必要に応じてデジタル信号に変換するための変換回路等を含む入出力機器を備えており、インタフェース部２１を介して制御部１８へと、水位センサ７の測定値を示す信号が送られる。既に述べたとおり、一例において、この信号は水圧を示す信号であり、制御部１８が記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行することにより水圧から水位（計測値）を決定する。水位センサ７からの信号が水位を示す場合、制御部１８は、この水位の値（測定値）を「計測値」として記憶部１９に記憶させる。電源部２２は１次電池又は２次電池を備え、制御部１８等に電力を供給する。
【0028】
図７は、計測装置１００を用いて行うことができる常時計測（オンラインモード）の構成を示す図であり、図８は、計測装置１００を用いて行うことができるスポット計測（オフラインモード）の構成を示す図である。図９は、計測データをネットワーク経由で受信する、ネットワーク上のコンピュータの構成を示すブロック図であり、図１０は、計測装置１００からネットワーク上のコンピュータへと計測データを送信するときにゲートウェイ処理を行うゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。図１１は、ネットワーク経由で計測データを受信する受信端末装置の構成を示すブロック図である。図１２は、スポット計測においてセンサノード４から蓄積データを受信する蓄積データ受信器の構成を示すブロック図である。図１３は、蓄積データ受信器が受信した蓄積データを外部に送信する蓄積データ送信装置の構成を示すブロック図である。
【0029】
計測装置１００は、常時計測（オンラインモード）とスポット計測（オフラインモード）の両モードで動作可能であり、どちらのモードで動作するかは、記憶部１９に記憶された制御プログラムを制御部１８が実行することに切り替えられる（典型的には、外部コンピュータからのモード切り換え信号を通信部２０がアンテナ９で受信し、このモード選択信号に応じて制御部１８が動作モードを切り替える。）。以下、常時計測とスポット計測の具体的動作を説明する。
【0030】
常時計測（オンラインモード）
図７に示すオンラインモードにおいて、計測装置１００は下水道管路１内の水位を計測し、水位、時刻を示すデータを随時ゲートウェイ装置２６経由で（適宜、中継器２５を経由してもよい。）コンピュータネットワーク２７上のコンピュータ４３（図９）に送信する。受信端末装置２８，５５のユーザは、このコンピュータ４３から水位、時刻データを受信することにより、随時（リアルタイムで）下水道管路１内の水位の変化を監視することができる。
図７に示すオンラインモードにおいて、計測装置１００は下水道管路１内の水位を計測し、水位、時刻を示すデータを随時ゲートウェイ装置２６経由で（適宜、中継器２５を経由してもよい。）コンピュータネットワーク２７上のコンピュータ４３（図９）に送信する。受信端末装置２８，５５のユーザは、このコンピュータ４３から水位、時刻データを受信することにより、随時（リアルタイムで）下水道管路１内の水位の変化を監視することができる。
【0031】
コンピュータネットワーク２７上のコンピュータ４３はサーバ装置（クラウドサーバであってもよい。）であり、図９に示すとおり、制御部４４、記憶部４５、通信部４６、インタフェース部４７、電源部４８、アンテナ４９を備える。制御部４４は、中央処理装置、一時記憶メモリを備え、記憶部４５に記憶された各種制御プログラム等を実行することにより、コンピュータ４３の各要素の動作を制御する。記憶部４５は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、或いはＳＳＤ等の記憶デバイスを用いて構成され、各種の制御プログラムからなる制御プログラム群、その他の各種プログラム（ＯＳ等）、データ等を記憶するとともに、計測装置１００から受信した上述の蓄積データを記憶する。図７に示すとおり、複数の計測装置から蓄積データを受信する場合は、異なる識別情報（図９中、「ＩＤ１」，「ＩＤ２」）にて区別される、さまざまな計測装置に対応する蓄積データを記憶することができる。通信部４６は通信回路を備え、アンテナ４９を介して無線通信によりデータを送受信する。ここにおいて通信回路は、一例においてはインターネット通信、３Ｇ／ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の技術による無線通信等を行うための通信回路である。インタフェース部４７は、表示装置による情報の表示、キーボード等を介した管理者５０からの命令の受け付け、その他、入出力機器を介した信号の入出力を行う。コンピュータ４３は、典型的には外部電源により動作するサーバ装置であるため電源を有しなくともよいが、電源部４８として予備バッテリ等を備えていてもよい。
【0032】
ゲートウェイ装置２６は、センサノード４とコンピュータネットワーク２７上のコンピュータ４３との間の通信におけるゲートウェイ処理（通信プロトコル変換等）を行う装置であり、図１０に示すとおり、ゲートウェイ処理を制御するゲートウェイ制御部５１と、センサノード４、及びコンピュータネットワーク２７上の両方と通信するための通信部５２－１，５２－２（複数の通信部であり、ＬＰＷＡ通信と３Ｇ／ＬＴＥ通信にそれぞれ対応する。）、アンテナ５４－１，５４－２（複数のアンテナであり、ＬＰＷＡ通信と３Ｇ／ＬＴＥ通信にそれぞれ対応する。）と、ゲートウェイ制御部５１等に電力を供給する電源部５３とを備える。
【0033】
受信端末装置２８は、タブレット端末、モバイル端末等であってよく、一例においてはシンクライアント端末であってもよいが、ここではパーソナルコンピュータであるとする。パーソナルコンピュータとしての受信端末装置５５は、図１１に示すとおり、制御部５６、記憶部５７、通信部５８、インタフェース部５９、電源部６０、アンテナ６１を備える。制御部５６は、中央処理装置、一時記憶メモリを備え、記憶部５７に記憶された各種制御プログラム等を実行することにより、受信端末装置５５の各要素の動作を制御する。記憶部５７は、ハードディスクドライブ、或いはＳＳＤ等の記憶デバイスを用いて構成され、各種の制御プログラムからなる制御プログラム群、その他の各種プログラム（ＯＳ等）、データ等を記憶する。なお、記憶部５７には、コンピュータネットワーク２７経由で受信した上述の蓄積データを記憶してもよいが、蓄積データを記憶せず、表示装置への表示等を行うのみとしてもよい。通信部５８は通信回路を備え、アンテナ６１を介して無線通信によりデータを送受信する。ここにおいて通信回路は、一例においてはインターネット通信、３Ｇ／ＬＴＥ等の技術による無線通信等を行うための通信回路である。インタフェース部５９は、表示装置による情報の表示、キーボード等を介したユーザ６２からの命令の受け付け、その他、入出力機器を介した信号の入出力を行う。受信端末装置５５は、典型的には外部電源により動作するクライアントマシンであるため電源を有しなくともよいが、電源部６０として予備バッテリ等を備えていてもよい。
【0034】
【0035】
なお、センサノード４の記憶部１９には、以下のデータが予め記憶されている。
・計測時間間隔１（「１０分」とする。），計測時間間隔２（「１分」とする。）
・通報時間間隔１（「６０分」とする。），通報時間間隔２（「１分」とする。）
・切り換え水位（「５０ｃｍ」とする。）
・戻り水位（「３０ｃｍ」とする。）
これらのデータは、例えばクラウドから設定することができる（シンクライアント端末から設定値データを送信し、クラウドサーバ経由でセンサノード４が受信して記憶部１９が記憶する。）。
・計測時間間隔１（「１０分」とする。），計測時間間隔２（「１分」とする。）
・通報時間間隔１（「６０分」とする。），通報時間間隔２（「１分」とする。）
・切り換え水位（「５０ｃｍ」とする。）
・戻り水位（「３０ｃｍ」とする。）
これらのデータは、例えばクラウドから設定することができる（シンクライアント端末から設定値データを送信し、クラウドサーバ経由でセンサノード４が受信して記憶部１９が記憶する。）。
【0036】
オンラインモードの動作においては、計測時間間隔１（平常時），計測時間間隔２（緊急時）のうちいずれかの計測時間間隔を空けつつ計測を繰り返し、通報時間間隔１（平常時），通報時間間隔２（緊急時）のうちいずれかの通報時間間隔を空けつつ、計測データの外部への通報を繰り返す。それぞれどちらの計測時間間隔、通報時間間隔に従って動作するかは、現在の計測時間間隔、通報時間間隔として記憶部１９に記憶されて制御部１８により管理される。なお、図１４のフローの開始時においては、計測時間間隔１，通報時間間隔１が現在の計測時間間隔、現在の通報時間間隔として記憶部１９に記憶されているとする（平常時と仮定する。）。
【0037】
オンラインモードが開始されると、計測装置１００は、水位の計測を行う（ステップＳ１４０１）。計測により得られた計測値、及び関連する時刻とは、蓄積データとして記憶部１９に蓄積記憶される。なお、水位センサ７からは、水８の水位を示す信号が設定された計測間隔でセンサノード４へと送られるが（消費電力を抑えるため、水位センサ７は設定された計測間隔でのみ起動し、水位を示す信号を送信する。起動制御等を行う制御回路は図５において図示していない。）、センサノード４の制御部１８は、当該信号からの水位の決定を上記計測時間間隔で繰り返し（後述のステップＳ１４０４の条件判断で「ＮＯ」と判断された場合にステップＳ１４０１を再度行うこととなるが、ここでは前回の計測から、現在の計測時間間隔だけ経過したことを待ってから、ステップＳ１４０１を行う。）、決定された水位の計測値を、関連する時刻（及び当該計測装置の識別情報。適宜記載を省略する。）とともに蓄積データとして記憶部１９に蓄積記憶する。
【0038】
ステップＳ１４０１で計測した水位について、記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行する制御部１８は、現在の計測時間間隔、及び現在の通報時間間隔を変更すべきか否かの判定を行う（ステップＳ１４０２）。この判定は、図１６に示すとおり、計測された水位を「切り換え水位」と「戻り水位」と比較することにより行われる。
【0039】
具体的に、現在の計測時間間隔が計測時間間隔１であり、現在の通報時間間隔が通報時間間隔１である場合（平常時）、制御部１８は、ステップＳ１４０１により計測された最新の水位と、切り換え水位とを比較し、最新の水位が切り換え水位に到達した場合（最新の水位が切り換え水位と等しいか、切り換え水位よりも高い場合）には、現在の計測時間間隔１、通報時間間隔１を緊急時の計測時間間隔２、通報時間間隔２へと変更すべきであると判断し（ステップＳ１４０２の分岐の「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４０３においてそのように変更し、緊急時の計測時間間隔２、通報時間間隔２を現在の計測時間間隔、通報時間間隔として記憶部１９に記憶させる。平常時の上記比較において、最新の水位が切り換え水位に到達していない場合（最新の水位が切り換え水位よりも低い場合）には、制御部１８は、現在の計測時間間隔１、通報時間間隔１を変更すべきではないと判断し（ステップＳ１４０２の分岐の「ＮＯ」）、処理はステップＳ１４０４へと進む。
【0040】
また、図１４のフロー中のループ処理が繰り返されて、仮に現在の計測時間間隔が計測時間間隔２であり、現在の通報時間間隔が通報時間間隔２である場合（緊急時）、制御部１８は、ステップＳ１４０１により計測された最新の水位と、戻り水位とを比較し、最新の水位が戻り水位に到達した場合（最新の水位が戻り水位と等しいか、戻り水位よりも低い場合）には、現在の計測時間間隔２、通報時間間隔２を平常時の計測時間間隔１、通報時間間隔１へと変更すべきであると判断し（ステップＳ１４０２の分岐の「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４０３においてそのように変更し、平常時の計測時間間隔１、通報時間間隔１を現在の計測時間間隔、通報時間間隔として記憶部１９に記憶させる。緊急時の上記比較において、最新の水位が戻り水位に到達していない場合（最新の水位が戻り水位よりも高い場合）には、制御部１８は、現在の計測時間間隔２、通報時間間隔２を変更すべきではないと判断し（ステップＳ１４０２の分岐の「ＮＯ」）処理はステップＳ１４０４へと進む。このような判定処理、及び計測・通報時間間隔の変更により、水位が上がって切り換え水位に到達した場合（緊急時）には計測、通報を短い時間間隔で頻繁に行い、その後水位が下がって戻り水位に到達した場合（平常時）には、計測・通報を長い時間間隔で行うという運用がなされることとなるため、平常時の電力消費を低く抑えることができる。
【0041】
ステップＳ１４０４において、記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行する制御部１８は、前回の通報から現在の通報時間間隔だけの時間が経過したか否かを判断する（このような時間管理は記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行する制御部１８により行われる。また、オンラインモード開始から一度も通報がされていない場合は、オンラインモードの開始時点から現在の通報時間間隔だけの時間が経過したか否かを判断する。）。現在の通報時間間隔だけの時間が、未だ経過していない場合（ステップＳ１４０４の分岐の「ＮＯ」）、処理はステップＳ１４０１へと戻り、再び水位計測を行う。現在の通報時間間隔だけの時間が経過した場合（ステップＳ１４０４の分岐の「ＹＥＳ」）、処理はステップＳ１４０５へと進む。
【0042】
ステップＳ１４０５において、通信部２０は、水位データ（計測装置の識別情報、水位の計測値、関連する時刻をデータ項目として含むレコードの集合体である、蓄積データ）をアンテナ９からゲートウェイ装置２６に送信し、蓄積データはゲートウェイ装置２６からネットワーク２７上のコンピュータ４３に送信される。ネットワーク２７上のコンピュータ４３は受信した蓄積データを記憶部４５に記憶し、受信端末装置２８，５５はネットワーク２７上のコンピュータ４３にアクセスして蓄積データを受信することにより、水位の時間変化を監視することができる。なお、図７に示すとおり、ネットワーク２７上のコンピュータ４３はさまざまな計測装置から蓄積データを受信し、図９に示すとおり、各々の計測装置の識別情報（「ＩＤ１」，「ＩＤ２」）で分類される蓄積データを記憶するため、受信端末装置２８，５５は、ネットワーク２７上のコンピュータ４３にアクセスして、さまざまな場所に設置された計測装置の計測結果を監視できる（さまざまな場所の水位を監視できる。）。
【0043】
ステップＳ１４０６において、制御プログラムを実行する制御部１８は、計測装置１００がオンラインモードの動作を継続すべきか否かを判断する。一例として、センサノード４がオフラインモード（スポット計測）へのモード切り換えを指示する信号を受信した場合（ステップＳ１４０６の分岐の「ＮＯ」）、制御部１８はオンラインモードの動作を終了し、動作を「オフラインモード」へと切り換える（図１７のフローチャートで示される動作に移行する。）。またスリープ指示等、オンラインモードを終了させるべき何らかの指示信号をセンサノード４が受信した場合（ステップＳ１４０６の分岐の「ＮＯ」）も、同様に制御部１８はオンラインモードの動作を終了させる。オンラインモードの終了を指示する信号を受信しない場合、制御部１８はオンラインモードを継続すべきであると判断し（ステップＳ１４０６の分岐の「ＹＥＳ」）、処理はステップＳ１４０１へと戻る。なお、オンラインモードの動作を継続すべきか否かの判断はあらゆるタイミングで行ってよい。
【0044】
スポット計測（オフラインモード）
図８に示すオフラインモードにおいて、計測装置１００は下水道管路１内の水位を計測し、水位、時刻を示すデータを蓄積データとして蓄積し続ける。蓄積データ受信器２９のユーザは、計測装置１００が設置された場所の近くまで移動し、マンホール２の外から（地上から）、ＬＰＷＡ技術による無線通信で蓄積データを受信し、蓄積データ送信装置（コンピュータ）３０を用いて、受信した蓄積データをネットワーク２７上のコンピュータ４３に送信する。受信端末装置２８，５５のユーザは、このコンピュータ４３から水位、時刻データを受信することにより、下水道管路１内の水位の変化を監視することができる。
図８に示すオフラインモードにおいて、計測装置１００は下水道管路１内の水位を計測し、水位、時刻を示すデータを蓄積データとして蓄積し続ける。蓄積データ受信器２９のユーザは、計測装置１００が設置された場所の近くまで移動し、マンホール２の外から（地上から）、ＬＰＷＡ技術による無線通信で蓄積データを受信し、蓄積データ送信装置（コンピュータ）３０を用いて、受信した蓄積データをネットワーク２７上のコンピュータ４３に送信する。受信端末装置２８，５５のユーザは、このコンピュータ４３から水位、時刻データを受信することにより、下水道管路１内の水位の変化を監視することができる。
【0045】
蓄積データ受信器２９は、蓄積データ送信装置３０の制御を受けつつ、センサノード４から蓄積データを受信するための持ち運び可能な（可搬型）装置である。図１２に示すとおり、蓄積データ受信器２９は、アンテナ３１、通信回路３２、制御回路３３、入出力機器３４を備え（その他に、受信した蓄積データを記憶しておくためのメモリデバイスを備えてもよい。）、蓄積データ送信装置３０とはＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブル３５により接続される。入出力機器３４は、ＵＳＢケーブル３５経由で受信されたデータを適宜処理して制御回路３３に送る回路、及び、アンテナ３１で受信したデータを制御回路３３の制御の下でＵＳＢケーブル３５経由で蓄積データ送信装置３０へと送信するための回路等を備える。制御回路３３は、蓄積データ送信装置３０から入力された制御命令に従い通信回路３２の動作を制御する。通信回路３２は、一例においては、アンテナ３１を用いてＬＰＷＡ技術による無線通信を行うための通信回路である。
【0046】
蓄積データ送信装置３０は、蓄積データ受信器２９による蓄積データ受信を制御するとともに、受信した蓄積データをネットワーク２７上のコンピュータ４３に送信するための装置であり、典型的には可搬型のコンピュータである。蓄積データ送信装置３０は、図１３に示すとおり、制御部３６、記憶部３７、通信部３８、インタフェース部３９、電源部４０、アンテナ４１を備える。制御部３６は、中央処理装置、一時記憶メモリを備え、記憶部３７に記憶された各種制御プログラム等を実行することにより、蓄積データ送信装置３０の各要素の動作を制御する。記憶部３７は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、或いはＳＳＤ等の記憶デバイスを用いて構成され、各種の制御プログラムからなる制御プログラム群、その他の各種プログラム（ＯＳ等）、データ等を記憶するとともに、計測装置１００から蓄積データ受信器２９経由で受信した上述の蓄積データを記憶する。図１３に示すとおり、複数の計測装置から蓄積データを受信する場合は、異なる識別情報（図１３中、「ＩＤ１」，「ＩＤ２」）にて区別される、さまざまな計測装置に対応する蓄積データを記憶することができる。通信部３８は通信回路を備え、アンテナ４１を介して無線通信によりデータを送受信する。ここにおいて通信回路は、一例においてはインターネット通信、３Ｇ／ＬＴＥ等の技術による無線通信等を行うための通信回路である。インタフェース部３９は、表示装置による情報の表示、キーボード等を介したユーザ４２からの命令の受け付け、その他、入出力機器を介した信号の入出力を行う。蓄積データ送信装置３０は、典型的には外部電源により動作するコンピュータであるが、電源部４８として予備バッテリ等を備えておくことにより、外部電源のない場所（屋外のマンホール付近）においても動作することができる。
【0047】
図１７は、オフラインモードにおける動作フローを示すフローチャートであり、図１８は、図１７のフローチャート中、水位計測、データ蓄積記憶のフローを示すフローチャートである。また図１９は、オフラインモードにおける、センサノード、蓄積データ受信器間の通信のシーケンスを示す。
【0048】
なお、センサノード４の記憶部１９には、オンラインモードの動作に関して説明したとおり、以下のデータが予め記憶されている。
・計測時間間隔１（「１０分」とする。），計測時間間隔２（「１分」とする。）
・通報時間間隔１（「６０分」とする。），通報時間間隔２（「１分」とする。）
・切り換え水位（「５０ｃｍ」とする。）
・戻り水位（「３０ｃｍ」とする。）
さらにセンサノード４の記憶部１９には、後述の定期発報タイミングを示すデータ（定期発報を繰り返す際の時間間隔であってもよいし、特定の日時に定期発報すべきことを示す日時データであってもよい。）が予め記憶されている。
これらのデータは、例えばクラウドから設定することができる（シンクライアント端末から設定値データを送信し、クラウドサーバ経由でセンサノード４が受信して記憶部１９が記憶する。）。
・計測時間間隔１（「１０分」とする。），計測時間間隔２（「１分」とする。）
・通報時間間隔１（「６０分」とする。），通報時間間隔２（「１分」とする。）
・切り換え水位（「５０ｃｍ」とする。）
・戻り水位（「３０ｃｍ」とする。）
さらにセンサノード４の記憶部１９には、後述の定期発報タイミングを示すデータ（定期発報を繰り返す際の時間間隔であってもよいし、特定の日時に定期発報すべきことを示す日時データであってもよい。）が予め記憶されている。
これらのデータは、例えばクラウドから設定することができる（シンクライアント端末から設定値データを送信し、クラウドサーバ経由でセンサノード４が受信して記憶部１９が記憶する。）。
【0049】
オフラインモードの動作においては、計測時間間隔１（平常時），計測時間間隔２（緊急時）のうちいずれかの計測時間間隔を空けつつ水位計測を繰り返し、センサノード４の記憶部１９に計測データを蓄積データとして蓄積しつつ、定期発報タイミングが来るたびに、外部に対して定期発報を行う。定期発報に対して蓄積データ受信器からの応答があれば、当該蓄積データ受信器に対して蓄積データを送信し、再び水位計測を繰り返して計測データを蓄積させる。応答がなければ、所定時間だけ待機する。なお、図１７のフローの開始時においては、計測時間間隔１が現在の計測時間間隔として記憶部１９に記憶されているとする（平常時と仮定する。）。
【0050】
オフラインモードが開始されると、計測装置１００は、定期発報タイミングが来るまでの間に水位計測を繰り返し、蓄積データとして記憶部１９に蓄積させる（ステップＳ１７０１）。ステップＳ１７０１の詳細は、図１８のフローチャートに示すとおりである。
【0051】
ステップＳ１８０１において、計測装置１００は、水位の計測を行う。計測により得られた計測値、及び関連する時刻とは、蓄積データとして記憶部１９に蓄積記憶される（ステップＳ１８０２）。
【0052】
ステップＳ１８０２で蓄積記憶した水位について、記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行する制御部１８は、現在の計測時間間隔を変更すべきか否かの判定を行う（ステップＳ１８０３）。この判定は、オンラインモードと同様に、図１６に示すとおり、計測された水位を「切り換え水位」と「戻り水位」と比較することにより行われる。
【0053】
具体的に、現在の計測時間間隔が計測時間間隔１である場合（平常時）、制御部１８は、ステップＳ１８０１により計測された最新の水位と、切り換え水位とを比較し、最新の水位が切り換え水位に到達した場合（最新の水位が切り換え水位と等しいか、切り換え水位よりも高い場合）には、現在の計測時間間隔１を緊急時の計測時間間隔２へと変更すべきであると判断し（ステップＳ１８０３の分岐の「ＹＥＳ」）、ステップＳ１８０４においてそのように変更し、緊急時の計測時間間隔２を現在の計測時間間隔として記憶部１９に記憶させる。平常時の上記比較において、最新の水位が切り換え水位に到達していない場合（最新の水位が切り換え水位よりも低い場合）には、制御部１８は、現在の計測時間間隔１を変更すべきではないと判断し（ステップＳ１８０３の分岐の「ＮＯ」）、処理はステップＳ１８０５へと進む。
【0054】
また、図１８のフロー中のループ処理が繰り返されて、仮に現在の計測時間間隔が計測時間間隔２である場合（緊急時）、制御部１８は、ステップＳ１８０１により計測された最新の水位と、戻り水位とを比較し、最新の水位が戻り水位に到達した場合（最新の水位が戻り水位と等しいか、戻り水位よりも低い場合）には、現在の計測時間間隔２を平常時の計測時間間隔１へと変更すべきであると判断し（ステップＳ１８０３の分岐の「ＹＥＳ」）、ステップＳ１８０４においてそのように変更し、平常時の計測時間間隔１を現在の計測時間間隔として記憶部１９に記憶させる。緊急時の上記比較において、最新の水位が戻り水位に到達していない場合（最新の水位が戻り水位よりも高い場合）には、制御部１８は、現在の計測時間間隔２を変更すべきではないと判断し（ステップＳ１８０３の分岐の「ＮＯ」）処理はステップＳ１８０５へと進む。このような判定処理、及び計測時間間隔の変更により、水位が上がって切り換え水位に到達した場合（緊急時）には計測を短い時間間隔で頻繁に行い、その後水位が下がって戻り水位に到達した場合（平常時）には、計測を長い時間間隔で行うという運用がなされることとなるため、平常時の電力消費を低く抑えることができる。なお、オフラインモードにおいて通報時間間隔は用いられないが、オンラインモードの場合と同様に計測水位に応じて通報時間間隔を変更しておけば、オフラインモードからオンラインモードに移行した時の処理が最新の水位に適応したものとなる。
【0055】
ステップＳ１８０５において、センサノード４は、前回の水位計測から現在の計測時間間隔が経過するまで待機する（このような時間管理は記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行する制御部１８により行われる。）。ステップＳ１８０６において、記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行する制御部１８は、定期発報タイミングが来たか否かを判断する（このような時間管理は記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行する制御部１８により行われる。）。一例において、制御部１８は、前回の発報から、記憶部に記憶された発報時間間隔だけの時間が経過したか否かを判断する（オフラインモード開始から一度も発報がされていない場合は、オフラインモードの開始時点から発報時間間隔だけの時間が経過したか否かを判断する。）。発報時間間隔だけの時間が未だ経過していない場合等、発報タイミングがまだ来ていない場合（ステップＳ１８０６の分岐の「ＮＯ」）、処理はステップＳ１８０１へと戻り、再び水位計測を行う。発報時間間隔だけの時間が経過した場合等、発報タイミングが来た場合（ステップＳ１８０６の分岐の「ＹＥＳ」）、処理は図１７のステップＳ１７０２へと進む。なお、ここでは定期発報タイミングが一定であるとしたが、定期発報タイミングも、オンラインモードにおける通報タイミングと同様に計測水位に応じて可変であるとしてもよい（例えば発報時間間隔１（「６０分」とする。）と発報時間間隔２（「１分」とする。）を定義し、ステップＳ１８０４で現在の計測時間間隔が計測時間間隔２に切り替えられるタイミングで現在の発報時間間隔も発報時間間隔２に切り換え、ステップＳ１８０４で現在の計測時間間隔が計測時間間隔１に戻されるタイミングで現在の発報時間間隔も発報時間間隔１に戻すという制御が可能である。発報時間間隔１，２や現在の発報時間間隔は、通報時間間隔１，２や現在の通報時間間隔と同様に記憶部１９に記憶されて制御部１８により制御される。）。
【0056】
通信部２０は、ステップＳ１７０２においてアンテナ９から外部への定期発報を行い、記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行する制御部１８は、発報に対する応答があったか否かをステップＳ１７０３において判定する（ステップ１７０３）。応答があった場合（ステップ１７０３の分岐における「ＹＥＳ」）、通信部２０は、応答信号に含まれる蓄積データ受信器２９の識別情報により特定される当該蓄積データ受信器２９へと、記憶部１９に記憶された蓄積データをアンテナ９から送信し、蓄積データ受信器２９から応答信号を受信する（ステップＳ１７０４）。このときに蓄積データ受信器２９に送信する蓄積データは、記憶部１９に記憶された蓄積データ全てであってもよいし、過去の一定期間において計測された、水位の計測値、関連する時刻を、計測装置１００の識別情報とともに送信してもよい。蓄積データ送信器３０は、蓄積データを受信した蓄積データ受信器２９から当該蓄積データを取得し、ログファイルとして記憶部３７に記憶する。蓄積データ受信器２９は可搬型であるから、さまざまなマンホールの蓋に設置されたさまざまな計測装置から、当該計測装置の識別情報とともに蓄積データを受信し、この蓄積データを取得した蓄積データ送信器３０は、さまざまな計測装置に対応する蓄積データを、計測装置の識別情報（図１３中、「ＩＤ１」，「ＩＤ２」）と関連付けて記憶部３７に記憶し、ネットワーク上のコンピュータ４３に送信する。ステップＳ１７０５において、通信部２０は蓄積データ受信器２９に対して送信完了を通知する信号をアンテナ９から送信し、応答を受信すると、再びステップＳ１７０１の水位計測、データの蓄積記憶へと処理は戻る。
【0057】
ステップＳ１７０３において、センサノード４からの発報に対して応答がなかった場合（ステップＳ１７０３の分岐における「ＮＯ」）、センサノード４は所定時間（記憶部１９に予め記憶されている。）だけ待機する（ステップＳ１７０６）。待機後、ステップＳ１７０７において、制御プログラムを実行する制御部１８は、計測装置１００がオフラインモードの動作を継続すべきか否かを判断する。一例として、センサノード４がオンラインモード（常時計測）へのモード切り換えを指示する信号を受信した場合（ステップＳ１７０７の分岐の「ＮＯ」）、制御部１８はオフラインモードの動作を終了し、動作を「オンラインモード」へと切り換える（図１４のフローチャートで示される動作に移行する。）。またスリープ指示等、オフラインモードを終了させるべき何らかの指示信号をセンサノード４が受信した場合（ステップＳ１７０７の分岐の「ＮＯ」）も、同様に制御部１８はオフラインモードの動作を終了させる。オフラインモードの終了を指示する信号を受信しない場合、制御部１８はオフラインモードを継続すべきであると判断し（ステップＳ１７０７の分岐の「ＹＥＳ」）、処理はステップＳ１７０１へと戻る。なお、オフラインモードの動作を継続すべきか否かの判断はあらゆるタイミングで行ってよい。
【0058】
図２０は、蓄積データから生成される複数のログファイルをコンピュータにより比較表示するときの画面イメージを示す図である。ステップＳ１７０４において、センサノード４から蓄積データ受信器２９に蓄積データが送信され、蓄積データが蓄積データ送信装置３０によって取得されると、蓄積データ送信装置３０の制御部３６は、記憶部３７に記憶された制御プログラムを、ユーザのキーボード等からの入力に応じて実行することにより、取得した蓄積データからログファイルを作成して記憶部３７に記憶する。蓄積データ送信装置３０からネットワーク上のコンピュータ４３への蓄積データの送信は、このログファイルを送信することにより行われる。図２０においては、記憶部３７に複数のログファイルが記憶されている状態で、今回作成されたログファイル（20191113_111649_GetLog.csv）と、前回作成されたログファイル（20191113_103448_GetLog.csv）が比較表示されている（制御部３６が、記憶部３７に記憶された表示プログラム等を実行することにより、このような表示が行われる。）。今回と前回とで取得したそれぞれの蓄積データについて、計測期間、時間、取得及び欠損件数、シーケンス番号、計測時刻、水位値が表示される。両ログファイル間で重複したデータ（前回のログファイル中、シーケンス番号２７７－２８９，２９６－２９７、今回のログファイル中、シーケンス番号が２９０，２９５－３０４）や、受信できなかったデータ（前回のログファイル中、シーケンス番号２９１～２９４、今回のログファイル中、シーケンス番号３０６～３０９）がわかるよう、色分け表示がされている。なお、現場でデータ取得した時は、画面右側の「今回結果」が、受信したばかりのデータであり、直前に受信したデータが「前回結果」として比較表示される。その場合、ログファイル選択部の一番上のファイルが「今回結果」のデータからなるログファイルであり、そのひとつ下のファイルが「前回結果」のデータからなるログファイルである。
【0059】
以上の実施形態によれば、従来、水位の常時計測とスポット水位計測でそれぞれの装置が必要であったのに対し、１つの装置で両方の計測を行うことができる。また、スポット水位計測において、従来、装置を撤去するまで蓄積したデータを確認できなかったのであり、長期間の計測データの為、編集作業に時間がかかり、また大気圧計測用のセンサーとの大気補正が必要という問題があったが、上述の実施形態においてはそのような問題も起こらない。また、計測周期に関しても、従来は、必要のない計測、クラウドへの通知が多い為、電力消費が多くなり電池交換タイミングが早くなるか、或いは、電池容量が増大する為、装置形状が大きくなるという問題があったが、上述の実施形態においてはそのような問題も解消される。
【0060】
すなわち、上述の実施形態によれば、１つの装置で水位の常時計測とスポット水位計測を可能とするのであり、ここにおいて、スポット水位計測において計測データをいつでも取り出せるし、また無駄な計測、通知(クラウド側へのデータ送信)を減らし消費電力の抑制による装置の高寿命化と小型化も行うことができる。このように、下水管内の水位を常時計測し通知する機能とスポット水位計測を一つの装置で可能としたことにより、不明水の調査後に常時計測として使用することが可能である。さらに、スポット水位計測中の蓄積データを無線取得できることで測定点の見極めが早くできる。また、水位によって計測周期を変えることでバッテリの長時間稼働、装置の小型化が可能となる。
【0061】
図２１は、センサとして水圧計を用い、センサノードを消火栓蓋に取り付けた、計測装置の実施例を示す図である。このような構成においても、既に説明した下水道管路内の水位計測と同様に消火栓内の水圧計測、及びデータの蓄積、送受信等を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0062】
本発明は、下水道管路内の水位計測をはじめとして、任意の閉鎖性空間内における任意の計測に利用することができる。
【符号の説明】
【0063】
１ 閉鎖性空間（管渠、下水道管路）
２ マンホール
３ マンホール蓋
４ センサノード（防水ケース内）
５ 中空ケーブル
６ 大気開放弁
７ 水位センサ（水位計）
７ａ 保護カバー
８ 水
９ アンテナ
１０ アンテナ線
１１ ダイヤフラム
１２ 圧力変換素子
１３ 増幅変換回路
１４～１７ 導線
１８ 制御部
１９ 記憶部
２０ 通信部
２１ インタフェース部
２２ 電源部
２３ 別のマンホール蓋
２４ 別の水位センサ
２５ 中継器
２６ ゲートウェイ装置
２７ コンピュータネットワーク（インターネット網）
２８ 受信端末装置（タブレット端末、モバイル端末）
２９ 蓄積データ受信器
３０ 蓄積データ送信装置（コンピュータ）
３１ アンテナ
３２ 通信回路
３３ 制御回路
３４ 入出力機器
３５ ＵＳＢケーブル
３６ 制御部
３７ 記憶部
３８ 通信部
３９ インタフェース部
４０ 電源部
４１ アンテナ
４２ ユーザ
４３ ネットワーク上のコンピュータ
４４ 制御部
４５ 記憶部
４６ 通信部
４７ インタフェース部
４８ 電源部
４９ アンテナ
５０ 管理者
５１ ゲートウェイ制御部
５２－１，５２－２ 通信部
５３ 電源部
５４－１，５４－２ アンテナ
５５ 受信端末装置（パーソナルコンピュータ）
５６ 制御部
５７ 記憶部
５８ 通信部
５９ インタフェース部
６０ 電源部
６１ アンテナ
６２ ユーザ
１００ 測定装置
２ マンホール
３ マンホール蓋
４ センサノード（防水ケース内）
５ 中空ケーブル
６ 大気開放弁
７ 水位センサ（水位計）
７ａ 保護カバー
８ 水
９ アンテナ
１０ アンテナ線
１１ ダイヤフラム
１２ 圧力変換素子
１３ 増幅変換回路
１４～１７ 導線
１８ 制御部
１９ 記憶部
２０ 通信部
２１ インタフェース部
２２ 電源部
２３ 別のマンホール蓋
２４ 別の水位センサ
２５ 中継器
２６ ゲートウェイ装置
２７ コンピュータネットワーク（インターネット網）
２８ 受信端末装置（タブレット端末、モバイル端末）
２９ 蓄積データ受信器
３０ 蓄積データ送信装置（コンピュータ）
３１ アンテナ
３２ 通信回路
３３ 制御回路
３４ 入出力機器
３５ ＵＳＢケーブル
３６ 制御部
３７ 記憶部
３８ 通信部
３９ インタフェース部
４０ 電源部
４１ アンテナ
４２ ユーザ
４３ ネットワーク上のコンピュータ
４４ 制御部
４５ 記憶部
４６ 通信部
４７ インタフェース部
４８ 電源部
４９ アンテナ
５０ 管理者
５１ ゲートウェイ制御部
５２－１，５２－２ 通信部
５３ 電源部
５４－１，５４－２ アンテナ
５５ 受信端末装置（パーソナルコンピュータ）
５６ 制御部
５７ 記憶部
５８ 通信部
５９ インタフェース部
６０ 電源部
６１ アンテナ
６２ ユーザ
１００ 測定装置
【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】
