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(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】2024-01-15
(45)【発行日】2024-01-23
(54)【発明の名称】データ収集システム、データ収集方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H04L 12/28 20060101AFI20240116BHJP
G08C 15/00 20060101ALI20240116BHJP
H04L 7/08 20060101ALI20240116BHJP
【ＦＩ】
H04L12/28 400
G08C15/00 F
H04L7/08
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020082849
(22)【出願日】2020-05-08
(65)【公開番号】P2021177618
(43)【公開日】2021-11-11
【審査請求日】2023-02-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 敬一
【審査官】大石 博見
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－３４９７６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０２０５０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０５７１６４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｌ １２／２８
Ｇ０８Ｃ １５／００
Ｈ０４Ｌ ７／０８
Ａ６１Ｂ ５／０５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の制御ユニットを備え、前記複数の制御ユニットのそれぞれからデータを収集するデータ収集システムであって、前記複数の制御ユニットのそれぞれが前記データを順次格納するためのデータ配列を、前記複数の制御ユニットの個数情報に基づき生成する生成部と、
前記個数情報と、前記データの収集周期とに基づき、前記複数の制御ユニットのそれぞれの間で前記データ配列が伝送される伝送時間を決定する決定部と、
前記複数の制御ユニットの全てが前記データを格納した後の前記データ配列を収集する収集部と、を備える
データ収集システム。
【請求項2】
前記複数の制御ユニットのそれぞれは、前記データ配列内で、前記収集部に対する前記制御ユニットの接続位置に対応した位置に、前記データを格納する請求項１に記載のデータ収集システム。
【請求項3】
前記制御ユニットを特定するユニット特定情報を前記複数の制御ユニットのそれぞれに対して割り当てる割当部を備え、前記複数の制御ユニットのそれぞれは、前記データ配列内における前記ユニット特定情報に対応付けて定められた位置に前記データを格納する
請求項１、又は２に記載のデータ収集システム。
【請求項4】
前記割当部は、前記複数の制御ユニットの種類ごとで前記ユニット特定情報を割り当てる請求項３に記載のデータ収集システム。
【請求項5】
前記データは、脳磁計又は脊磁計の少なくとも一方による検出データである請求項１乃至４の何れか１項に記載のデータ収集システム。
【請求項6】
複数の制御ユニットを備え、前記複数の制御ユニットのそれぞれからデータを収集するデータ収集システムによるデータ収集方法であって、前記複数の制御ユニットのそれぞれが前記データを順次格納するためのデータ配列を、前記複数の制御ユニットの個数情報に基づき生成する工程と、
前記個数情報と、前記データの収集周期とに基づき、前記複数の制御ユニットのそれぞれの間で前記データ配列が伝送される伝送時間を決定する工程と、
前記複数の制御ユニットの全てが前記データを格納した後の前記データ配列を収集する工程と、を行う
データ収集方法。
【請求項7】
複数の制御ユニットを備え、前記複数の制御ユニットのそれぞれからデータを収集するデータ収集システムで用いられるプログラムであって、前記複数の制御ユニットのそれぞれが前記データを順次格納するためのデータ配列を、前記複数の制御ユニットの個数情報に基づき生成し、
前記個数情報と、前記データの収集周期とに基づき、前記複数の制御ユニットのそれぞれの間で前記データ配列が伝送される伝送時間を決定し、
前記複数の制御ユニットの全てが前記データを格納した後の前記データ配列を収集する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、データ収集システム、データ収集方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、複数の制御ユニットを備え、複数の制御ユニットのそれぞれからデータを収集するデータ収集システムが知られている。
【0003】
またこのようなデータ収集システムとして、制御ユニットとの接続手段の個数を少なくするために、各制御ユニットに順次接続してデータを順次収集し、収集したデータを情報処理装置の１つの入力端子にデータ列として取り込む構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の構成では、周期的なデータ収集を好適に行えない場合がある。
【0005】
本発明は、周期的なデータ収集を好適に行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係るデータ収集システムは、複数の制御ユニットを備え、前記複数の制御ユニットのそれぞれからデータを収集するデータ収集システムであって、前記複数の制御ユニットのそれぞれが前記データを順次格納するためのデータ配列を、前記複数の制御ユニットの個数情報に基づき生成する生成部と、前記個数情報と、前記データの収集周期とに基づき、前記複数の制御ユニットのそれぞれの間で前記データ配列が伝送される伝送時間を決定する決定部と、前記複数の制御ユニットの全てが前記データを格納した後の前記データ配列を収集する収集部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、周期的なデータ収集を好適に行える。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係るデータ収集システムの構成例のブロック図である。
【図2】第１実施形態に係るデータ収集システムの機能構成例のブロック図である。
【図3】第１実施形態に係るデータ配列の構成例を示す図である。
【図4】第１実施形態に係るデータ収集システムの動作例のシーケンス図である。
【図5】第２実施形態に係るデータ収集システムの構成例のブロック図である。
【図6】制御ユニットのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図7】第２実施形態に係るデータ収集システムの機能構成例のブロック図である。
【図8】第２実施形態に係るデータ配列の構成例を示す図であり、（ａ）は１つの制御ユニットがセンサによる検出データを格納した場合を示す図、（ｂ）は全ての制御ユニットがセンサによる検出データを格納した場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一の構成部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのデータ収集システムを例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。
【0010】
［第１実施形態］
＜データ収集システム１００の構成例＞
まず、第１実施形態に係るデータ収集システム１００の構成について、図１を参照して説明する。図１は、データ収集システム１００の構成の一例を説明するブロック図である。図１に示すように、データ収集システム１００は、制御ユニット２０～２Ｎ－１と、収集ユニット３とを備えている。
＜データ収集システム１００の構成例＞
まず、第１実施形態に係るデータ収集システム１００の構成について、図１を参照して説明する。図１は、データ収集システム１００の構成の一例を説明するブロック図である。図１に示すように、データ収集システム１００は、制御ユニット２０～２Ｎ－１と、収集ユニット３とを備えている。
【0011】
制御ユニット２０～２Ｎ－１は、Ｎ個の集積回路（ＩＣ；integrated circuit）等により構成され、１対１で対応して電気的に接続されたセンサ１０～１Ｎ－１のそれぞれを制御する。また制御ユニット２０～２Ｎ－１は、センサ１０～１Ｎ－１のそれぞれによる検出データを取得し、取得した検出データを収集ユニット３に順次送信することができる。Ｎ個は、制御ユニット２０～２Ｎ－１のユニット数に対応し、個数情報の一例である。また検出データは「データ」の一例である。
【0012】
センサ１０～１Ｎ－１は、それぞれ脳磁計（Magnetoencephalography； MEG）や脳波計（Electroencephalography； EEG）、脊磁計等、生体情報を検出するためのセンサである。ここで、脳磁計は脳の神経細胞が発生する電気的活動の磁場を計測するセンサであり、脳波計は脳の神経細胞が発生する電気的活動を記録するセンサである。また脊磁計は、脊髄の神経活動により生じる生体磁気を計測するセンサである。またセンサ１０～１Ｎ－１のそれぞれは、複数のセンサを備えるセンサ群である。例えばセンサ１０～１Ｎ－１は、それぞれ５個ずつセンサを備えるセンサ群である。但し、これに限定されるものではなく、センサ１０～１Ｎ－１はそれぞれ１個ずつセンサを備えてもよいし、センサ１０～１Ｎ－１がそれぞれ異なる個数のセンサを備えてもよい。
【0013】
センサ１０～１Ｎ－１は、全てが脳磁計、脳波計、又は脊磁計の何れかで構成されてもよいし、脳磁計、脳波計、又は脊磁計の組み合わせで構成されてもよい。またセンサ１０～１Ｎ－１は脳磁計や脳波計等に限定されるものではなく、これら以外の各種のセンサを適用することもできる。
【0014】
データ収集システム１００は、センサ１０～１Ｎ－１による検出データを、制御ユニット２０～２Ｎ－１を介して収集ユニット３で収集することができる。
【0015】
制御ユニット２０～２Ｎ－１は、収集ユニット３に近いものから０，１，２，・・・Ｎ－１の順にＩＤ（Identify）番号が割り当てられ、それぞれがシリアル伝送路５を介して通信可能に接続されている。
【0016】
制御ユニット２０～２Ｎ－１のうちの制御ユニット２Ｎ－１は、ＩＤ番号がＮ－１のエンドポイント（末端）に対応する制御ユニットである。制御ユニット２Ｎ－１は、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれから検出データが順次格納されるためのデータ配列を、外部装置から受信した同期信号６に応答して生成する。そしてセンサ１Ｎ－１から取得した検出データをデータ配列に格納し、格納後のデータ配列を制御ユニット２Ｎ－２に送信する。
【0017】
データ収集システム１００に対して同期信号を送信する外部装置は、例えば、データ収集システム１００で収集されたデータを用いて解析を行うためのコンピュータ等である。同期信号６は、一例として外部装置が所定周期でデータ収集システム１００に送信する矩形波信号であるが、これに限定されるものではなく、正弦波等の他の波形の同期信号を用いてもよい。
【0018】
制御ユニット２Ｎ－２は、制御ユニット２Ｎ－１から受信したデータ配列に、センサ１Ｎ－２から取得した検出データを格納し、格納後のデータ配列を制御ユニット２Ｎ－３に送信する。この制御ユニット２Ｎ－２と同様の動作が制御ユニット２Ｎ－３から制御ユニット２０までのそれぞれで順次行われ、センサ１Ｎ－３からセンサ１０まで各センサによる検出データがデータ配列に格納されて、格納後のデータ配列が各制御ユニット間で順次送信される。
【0019】
収集ユニット３は、集積回路等により構成され、センサ１０～１Ｎ－１の検出データの全てが格納されたデータ配列を、制御ユニット２０から受信して収集する。また収集後の検出データをＰＣ４に送信する。
【0020】
ＰＣ４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ディスプレイ、及びネットワークＩ／Ｆ（Interface）等を備えるコンピュータである。ＰＣ４は、収集された検出データをディスプレイに表示したり、またＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置に保存したり、ネットワークＩ／Ｆを介して外部サーバ等の外部装置に送信したりすることができる。
【0021】
なお、制御ユニット２０～２Ｎ－１及び収集ユニット３の集積回路には、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いることができる。
【0022】
＜データ収集システム１００の機能構成例＞
次に図２は、データ収集システム１００の機能構成の一例を説明するブロック図である。図２に示すように、データ収集システム１００のエンドポイントに対応する制御ユニット２Ｎ－１は、ユニット数取得部２１と、決定部２２と、同期信号受信部２３と、生成部２４と、書込部２５Ｎ－１と、送信部２６Ｎ－１とを備える。
次に図２は、データ収集システム１００の機能構成の一例を説明するブロック図である。図２に示すように、データ収集システム１００のエンドポイントに対応する制御ユニット２Ｎ－１は、ユニット数取得部２１と、決定部２２と、同期信号受信部２３と、生成部２４と、書込部２５Ｎ－１と、送信部２６Ｎ－１とを備える。
【0023】
ユニット数取得部２１は、制御ユニット２０～２Ｎ－１の個数情報を取得する。具体的には、ユニット数取得部２１は、制御ユニット２Ｎ－１のＩＤ番号を認識することで制御ユニット２０～２Ｎ－１における制御ユニットの個数情報として、Ｎを取得できる。
【0024】
決定部２２は、ユニット数取得部２１が取得した制御ユニット２０～２Ｎ－１の個数情報と、データ収集システム１００によるデータの収集周期Ｔとに基づき、制御ユニット２０～２Ｎ－１の隣接する制御ユニット間でデータ配列が伝送される伝送時間Ｖを決定する。具体的には、決定部２２は収集周期Ｔをユニット数Ｎで除算することで、隣接する制御ユニット間でデータ配列が伝送される時間を示す伝送時間Ｖを算出し、決定できる。
【0025】
同期信号受信部２３は、センサ１０～１Ｎ－１の検出データを周期的に収集するための同期信号を外部装置から受信する。
【0026】
生成部２４は、同期信号受信部２３が受信した同期信号の立上り又は立下りを検出して、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれがセンサ１０～１Ｎ－１による検出データを順次格納するためのデータ配列を生成する。生成部２４は、ユニット数取得部２１が取得した制御ユニット２０～２Ｎ－１の個数情報に基づき、制御ユニット２０～２Ｎ－１の検出データを格納可能なサイズのデータ配列を生成できる。
【0027】
書込部２５Ｎ－１は、生成部２４が生成したデータ配列に、センサ１Ｎ－１による検出データを書き込んで、格納させる。送信部２６Ｎ－１は、検出データ格納後のデータ配列を制御ユニット２Ｎ－２に送信する。
【0028】
制御ユニット２Ｎ－１が同期信号を受信してから、制御ユニット２Ｎ－１に隣接する制御ユニット２Ｎ－２がデータ配列を受信するまでの動作は、伝送時間Ｖ内に行われる。
【0029】
次に、制御ユニット２Ｎ－２は、受信部２７Ｎ－２と、書込部２５Ｎ－２と、送信部２６Ｎ－２とを備える。書込部２５Ｎ－２は、送信部２６Ｎ－１から受信部２７Ｎ－２を介して受信したデータ配列に、センサ１Ｎ－２による検出データを書き込んで、格納させる。送信部２６Ｎ－２は、データ格納後のデータ配列を制御ユニット２Ｎ－３に送信する。
【0030】
制御ユニット２Ｎ－２がデータ配列を受信してから、制御ユニット２Ｎ－２に隣接する制御ユニット２Ｎ－３がデータ配列を受信するまでの動作は、伝送時間Ｖ内に行われる。
【0031】
制御ユニット２０～２Ｎ－３は、制御ユニット２Ｎ－２と同様の機能構成を備える。但し、制御ユニット２０～２Ｎ－３のうちの制御ユニット２０が備える送信部２６０は、センサ１０～１Ｎ－１における全てのデータが格納されたデータ配列を収集ユニット３に送信する。
【0032】
収集ユニット３は、収集部３１を備える。収集部３１は、伝送時間Ｖに従って制御ユニット２０～２Ｎ－１の検出データの全てがセンサによる検出データを格納した後のデータ配列を受信して収集する。そして収集後のデータ配列をＰＣ４に送信する。収集ユニット３は、収集周期Ｔ毎にデータ配列を収集することができる。
【0033】
ＰＣ４は、表示部４１と、保存部４２と、割当部４３とを備える。
【0034】
表示部４１は、収集部３１から受信したデータ配列をＰＣ４のディスプレイ等に表示させる。保存部４２は、収集部３１から受信したデータ配列をＰＣ４のＨＤＤ等に記憶させて保存することができる。
【0035】
また割当部４３は、ＰＣ４のＣＰＵが所定のプログラムを実行すること等により実現され、制御ユニットを特定するＩＤ番号（ユニット特定情報の一例）を制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれに割り当てる。例えば割当部４３は、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれのレジスタにＩＤ番号を書き込んで、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれに対してＩＤ番号を割り当てることができる。制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれは、データ配列内におけるＩＤ番号に対応付けて定められた位置に、センサによる検出データを格納することができる。
【0036】
なお、制御ユニット２０～２Ｎ－１へのＩＤ番号の割り当て方法は、割当部４３による方法に限定されるものではない。制御ユニット２０～２Ｎ－１に設けられたディップスイッチ等の切替機器を用いて、制御ユニット２０～２Ｎ－１毎にＩＤ番号を設定することで割り当てることもできる。
【0037】
また実施形態では、制御ユニット２０～２Ｎ－１及び収集ユニット３が備える機能を集積回路により構成する例を示したが、制御ユニット２０～２Ｎ－１及び収集ユニット３が備える機能の一部又は全部を、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することで実現されるように構成することもできる。またＰＣ４が備える機能の一部又は全部をＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路で実現されるように構成することもできる。
【0038】
＜データ配列の一例＞
次に、生成部２４が生成し、制御ユニット２０～２Ｎ－１間で伝送されるデータ配列について説明する。図３は、本実施形態に係るデータ配列の一例を説明する図であり、制御ユニット２Ｘがセンサ１Ｘによる検出データＤＡＴＡ（Ｘ）をデータ配列７に格納する様子を示している。１回の同期信号に応答して、生成部２４はデータ配列７を生成し、データ配列７は制御ユニット２０～２Ｎ－１間で伝送されながら検出データが順次格納されて、収集ユニット３により収集されるまでの動作が行われる。
次に、生成部２４が生成し、制御ユニット２０～２Ｎ－１間で伝送されるデータ配列について説明する。図３は、本実施形態に係るデータ配列の一例を説明する図であり、制御ユニット２Ｘがセンサ１Ｘによる検出データＤＡＴＡ（Ｘ）をデータ配列７に格納する様子を示している。１回の同期信号に応答して、生成部２４はデータ配列７を生成し、データ配列７は制御ユニット２０～２Ｎ－１間で伝送されながら検出データが順次格納されて、収集ユニット３により収集されるまでの動作が行われる。
【0039】
図３に示すように、データ配列７は、１つの制御ユニットからの検出データを格納する部分を１ラインとみなした画像フォーマットと同様の形式で提供できる。例えば１ラインで１００個の検出データを格納可能とすると、生成部２４（図２参照）は、１００×Ｎ画素の画像と同様に、１００×Ｎ個の検出データを格納可能なデータ配列７を生成することができる。図３の例では、制御ユニット２ＸはＸ番目の制御ユニットであるため、Ｎラインのデータ配列７のうち、Ｘ＋１番目のラインにＤＡＴＡ（Ｘ）が格納される。
【0040】
図３において、開始シンボルＳは、データ配列の開始ラインを示すシンボルである。ユニットデータ開始シンボルＵは、制御ユニット２０～２Ｎ－１がセンサ１０～１Ｎ－１による検出データを格納するラインの先頭を示すシンボルである。終了シンボルＥは、データ配列の終了ラインを示すシンボルである。また伝送路同期シンボルＳＹＮＣは、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれの間におけるデータ配列７の伝送の同期を示すシンボルである。伝送路同期シンボルＳＹＮＣは、シリアル伝送路５上の８Ｂ１０Ｂ変換された信号の１０ビットの同期をとるためのコードであり、また制御ユニット２０～２Ｎ－１間の周波数偏差の調整を行うためのコードを含んでいる。
【0041】
【0042】
まず、ステップＳ４１において、制御ユニット２Ｎ－１におけるユニット数取得部２１は、制御ユニット２０～２Ｎ－１の個数情報を取得する。なお、ステップＳ４１に先立ち、ＰＣ４における割当部４３は、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれにＩＤ番号を割り当てているものとする。
【0043】
続いて、ステップＳ４２において、決定部２２は、ユニット数取得部２１が取得した制御ユニット２０～２Ｎ－１の個数情報（ユニット数Ｎ）と、データ収集システム１００によるデータの収集周期Ｔとに基づき、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれの間でデータ配列７が伝送される伝送時間Ｖを決定する。
【0044】
続いて、ステップＳ４３において、同期信号受信部２３は、センサ１０～１Ｎ－１の検出データを周期的に収集するための同期信号を外部装置から受信する。
【0045】
続いて、ステップＳ４４において、生成部２４は、同期信号受信部２３が受信した同期信号の立上り又は立下りを検出して、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれがセンサ１０～１Ｎ－１の検出データを順次格納するためのデータ配列７を生成する。
【0046】
続いて、ステップＳ４５において、書込部２５Ｎ－１は、生成部２４が生成したデータ配列７にセンサ１Ｎ－１による検出データを書き込んで、格納させる。
【0047】
続いて、ステップＳ４６において、送信部２６Ｎ－１は、データ格納後のデータ配列７を制御ユニット２Ｎ－２に送信する。制御ユニット２Ｎ－１が同期信号を受信してから、制御ユニット２Ｎ－１に隣接する制御ユニット２Ｎ－２がデータ配列７を受信するまでの動作は、伝送時間Ｖ内に行われる。
【0048】
続いて、ステップＳ４７において、制御ユニット２Ｎ－２における書込部２５Ｎ－２は、受信部２７Ｎ－２を介して送信部２６Ｎ－１から受信したデータ配列７にセンサ１Ｎ－２による検出データを書き込んで格納させる。
【0049】
続いて、ステップＳ４８において、送信部２６Ｎ－２は、データ格納後のデータ配列７を制御ユニット２Ｎ－３に送信する。このステップＳ４７及びＳ４８の動作は、制御ユニット２Ｎ－３～２１の各制御ユニットで順次実行され、制御ユニット２Ｎ－３～２１のそれぞれの間で、センサの検出データが格納されたデータ配列７が各制御ユニット間で順次送信される。
【0050】
制御ユニット２０～２Ｎ－１のうち最も収集ユニット３の近くに配置された制御ユニット２０の書込部２５０は、受信部２７０を介して制御ユニット２１からデータ配列７を受信後、ステップＳ４９において、センサ１０の検出データをデータ配列７に書き込んで、格納させる。これによりセンサ１０～１Ｎ－１による全ての検出データがデータ配列７に格納される。
【0051】
続いて、ステップＳ５０において、送信部２６０はデータ配列７を収集ユニット３に送信する。
【0052】
続いて、ステップＳ５１において、収集ユニット３における収集部３１は、制御ユニット２０からデータ配列７を受信して、データ配列７を収集する。
【0053】
続いて、ステップＳ５２において、収集部３１は、収集後のデータ配列７をＰＣ４に送信する。
【0054】
続いて、ステップＳ５３において、ＰＣ４における表示部４１は、収集部３１から受信したデータ配列７をＰＣ４のディスプレイ等に表示させる。
【0055】
続いて、ステップＳ５４において、ＰＣ４における保存部４２は、収集部３１から受信したデータ配列７をＰＣ４のＨＤＤ等に記憶させる。
【0056】
ステップＳ４３～Ｓ５４の動作は、センサによる検出データの収集周期Ｔ毎に行われる。
【0057】
このようにして、データ収集システム１００は、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれからセンサによる検出データを収集周期Ｔ毎に収集し、ＰＣ４のディスプレイ等に表示させるとともに、ＨＤＤ等に保存させることができる。
【0058】
＜データ収集システム１００の作用効果＞
脳磁計や脳波計、脊磁計といった生体計測システムは、生体の複数箇所に配置された複数の脳磁計用センサ等のセンサ群と、センサ群に接続された制御ユニットとからなる組を複数備えて構成される。また生体計測システムは、複数の制御ユニットがそれぞれ複数のセンサから取得した検出データを周期的に収集する。収集されたデータはディスプレイに表示したりＨＤＤに保存したりして、検出データの解析に利用される。
脳磁計や脳波計、脊磁計といった生体計測システムは、生体の複数箇所に配置された複数の脳磁計用センサ等のセンサ群と、センサ群に接続された制御ユニットとからなる組を複数備えて構成される。また生体計測システムは、複数の制御ユニットがそれぞれ複数のセンサから取得した検出データを周期的に収集する。収集されたデータはディスプレイに表示したりＨＤＤに保存したりして、検出データの解析に利用される。
【0059】
このような生体計測システム等のデータ収集システムでは、複数の制御ユニットや収集ユニット等における接続線が煩雑化するのを回避するために、直列に接続された複数の制御ユニットを介してセンサによる検出データを順次収集する技術が知られている。
【0060】
しかし従来技術では、新たなセンサ群が追加されて制御ユニットの個数が変わると、データ収集の周期性を確保できず、周期的なデータ収集を好適に行えなくなる場合がある。
【0061】
本実施形態では、制御ユニット２０～２Ｎ－１の個数情報を取得し、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれがセンサによる検出データを順次格納するためのデータ配列７を、個数情報に基づき生成する。また個数情報と、センサによる検出データの収集周期Ｔに基づき、制御ユニット２０～２Ｎ－１の隣接する制御ユニット間でデータ配列７が伝送される伝送時間Ｖを決定し、伝送時間Ｖに従って制御ユニット２０～２Ｎ－１の全てが検出データを格納した後のデータ配列７を収集する。
【0062】
制御ユニット２０～２Ｎ－１の個数情報と収集周期Ｔに応じて制御ユニット２０～２Ｎ－１間をデータ配列７が伝送される伝送時間Ｖを決定するため、新たなセンサ群が追加される等して制御ユニット２０～２Ｎ－１の個数が変更された場合にも、伝送時間Ｖを調整して収集周期Ｔを一定に維持することができる。例えば、Ｎ個の制御ユニットで収集周期がＴの場合は伝送時間Ｖ＝Ｔ／Ｎであり、制御ユニットの個数がＮ＋１個に変更された場合は、伝送時間Ｖ＝Ｔ／（Ｎ＋１）とすることで、収集周期Ｔを維持できる。これにより、収集周期Ｔでデータ収集を好適に行うことができる。
【0063】
また本実施形態では、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれは、データ配列７内で収集部３１に対する制御ユニットの接続位置に対応した位置に、センサによる検出データを格納する。例えば、割当部４３により制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれにＩＤ番号を割り当て、制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれは、データ配列７内におけるＩＤ番号に対応付けて定められた位置に検出データを格納する。これにより制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれと検出データとを容易に対応づけることができる。
【0064】
また割当部４３により制御ユニット２０～２Ｎ－１のそれぞれにＩＤ番号を割り当てると、ユニット数取得部２１はエンドポイントに該当する制御ユニットに割り当てられたＩＤ番号を検出して制御ユニット２０～２Ｎ－１の個数情報を容易に取得できるため、より好適である。
【0065】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るデータ収集システム１００ａについて説明する。
次に、第２実施形態に係るデータ収集システム１００ａについて説明する。
【0066】
第１実施形態に係るデータ収集システム１００では、複数の種類の制御ユニットが含まれ、種類ごとで送信するデータ量が異なると、データ配列（図３参照）に検出データを格納できず、所定の収集周期Ｔ毎に全ての検出データが格納されたデータ配列７ａを収集することができない場合がある。
【0067】
本実施形態では、制御ユニットの種類を示す種類情報を用いて種類ごとで制御ユニットを特定するユニット特定情報を割り当て、該ユニット特定情報に基づいてデータ配列における所定の位置に検出データを格納する。これにより、複数の種類の制御ユニットが含まれ、種類ごとで送信するデータ量が異なる場合でも、データ配列に検出データを格納し、所定の収集周期Ｔ毎に全ての検出データが格納されたデータ配列を収集可能にする。
【0068】
＜データ収集システム１００ａの構成例＞
図５は、データ収集システム１００ａの構成の一例を説明するブロック図である。図５に示すように、データ収集システム１００ａは、制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１を備えている。また制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１は、それぞれ１対１に対応してセンサ１ａ０～１ａＮ－１に電気的に接続されている。またセンサ１ａ０～１ａＮ－１は、種類Ａと種類Ｂの２種類のセンサを含んでいる。種類Ａは例えば脳磁計用センサに対応する種類であり、種類Ｂは例えば脳波計用センサに対応する種類である。
図５は、データ収集システム１００ａの構成の一例を説明するブロック図である。図５に示すように、データ収集システム１００ａは、制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１を備えている。また制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１は、それぞれ１対１に対応してセンサ１ａ０～１ａＮ－１に電気的に接続されている。またセンサ１ａ０～１ａＮ－１は、種類Ａと種類Ｂの２種類のセンサを含んでいる。種類Ａは例えば脳磁計用センサに対応する種類であり、種類Ｂは例えば脳波計用センサに対応する種類である。
【0069】
制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１は、制御ユニットの種類を示す種類情報Ａｔｔｒ．Ａ及びＡｔｔｒ．Ｂを内部に保持している。種類情報Ａｔｔｒ．Ａ及びＡｔｔｒ．Ｂには、それぞれ収集ユニット３に近い制御ユニットから昇順又は同じ値が保持される。例えば、ある制御ユニットが種類Ａのセンサに接続され、収集ユニット３から数えてＸ番目の制御ユニットであった場合、この制御ユニットにデータ配列を送信する制御ユニットは、その種類に関わらずＡｔｔｒ．Ａ＝Ｘ＋１を保持する。またＡｔｔｒ．Ｂとして、収集ユニット３から数えてＸ－１番目の制御ユニットにおけるＡｔｔｒ．Ｂの値と同じ値が保持される。
【0070】
この種類情報は、データ収集システム１００ａの起動時に、ＰＣ４内のＣＰＵにより設定される。但し、制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１の集積回路、又は収集ユニット３の集積回路により設定されてもよい。
【0071】
制御ユニット２ａ０は、種類情報としてＡｔｔｒ．Ａ＝０、Ａｔｔｒ．Ｂ＝０を保持している。制御ユニット２ａ０は種類Ａのセンサ１ａ０に接続されているため、この種類情報は、種類ＡのＩＤ＝０の制御ユニットであることを示している。
【0072】
制御ユニット２ａ１は、種類情報としてＡｔｔｒ．Ａ＝１、Ａｔｔｒ．Ｂ＝０を保持している。制御ユニット２ａ０は種類ＡのＡｔｔｒ．Ａ＝０であるため、制御ユニット２ａ１は、制御ユニット２ａ０のＡｔｔｒ．Ａに１が追加されたＡｔｔｒ．Ａ＝１を保持している。制御ユニット２ａ１におけるＡｔｔｒ．Ｂの値は、制御ユニット２ａ０におけるＡｔｔｒ．Ｂの値と同じである。制御ユニット２ａ１は種類Ｂのセンサ１ａ１に接続されているため、この種類情報は種類ＢのＩＤ＝０の制御ユニットであることを示している。
【0073】
制御ユニット２ａ２は、種類情報としてＡｔｔｒ．Ａ＝１、Ａｔｔｒ．Ｂ＝１を保持している。制御ユニット２ａ１は種類ＢのＡｔｔｒ．Ｂ＝０であるため、制御ユニット２ａ２は、制御ユニット２ａ１のＡｔｔｒ．Ｂに１が追加されたＡｔｔｒ．Ｂ＝１を保持している。制御ユニット２ａ２におけるＡｔｔｒ．Ａの値は、制御ユニット２ａ１におけるＡｔｔｒ．Ａの値と同じである。制御ユニット２ａ２は種類Ｂのセンサに接続されているため、この種類情報は、種類ＢのＩＤ＝１の制御ユニットであることを示している。
【0074】
制御ユニット２ａＮ－２は、種類情報としてＡｔｔｒ．Ａ＝Ｊ－１、Ａｔｔｒ．Ｂ＝Ｋを保持している。制御ユニット２ａＮ－２は種類Ａのセンサ１ａＮ－２に接続されているため、種類ＡのＩＤ＝Ｊ－１のユニットであることを示している。
【0075】
制御ユニット２ａＮ－１は、種類情報としてＡｔｔｒ．Ａ＝Ｊ、Ａｔｔｒ．Ｂ＝Ｋを保持している。制御ユニット２ａＮ－２は種類ＡのＡｔｔｒ．Ａ＝Ｊ－１であるため、制御ユニット２ａＮ－１は、制御ユニット２ａＮ－１のＡｔｔｒ．Ａに１が追加されたＡｔｔｒ．Ａ＝Ｊを保持している。制御ユニット２ａＮ－１におけるＡｔｔｒ．Ｂの値は、制御ユニット２ａＮ－２におけるＡｔｔｒ．Ｂの値と同じである。制御ユニット２ａ１は種類Ａのセンサ１ａＮ－１に接続されているため、この種類情報は種類ＡのＩＤ＝Ｊの制御ユニットであることを示している。Ａｔｔｒ．Ａ＝Ｊ、Ａｔｔｒ．Ｂ＝Ｋであることから、エンドポイントと収集ユニット３の間には、種類Ａの制御ユニットがＪ個、種類Ｂの制御ユニットがＫ個接続されていることを示している。
【0076】
次に図６は、図５における制御ユニット２ａＮ－１及び２ａＮ－２の構成の詳細を説明するブロック図である。図６に示すように、制御ユニット２ａＮ－１は、送受信制御回路７１と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路７２と、発振器７３と、送信回路７４と、周波数設定回路７５とを備えている。また制御ユニット２ａＮ－２は、送受信制御回路８１と、ＰＬＬ回路８２と、発振器８３と、送信回路８４と、周波数設定回路８５と、受信回路８６とを備えている。
【0077】
これらのうち、送受信制御回路７１及び８１は、データ配列７の送受信を制御する。ＰＬＬ回路７２及び８２は、伝送路の周波数制御を行い、また送信回路７４、送信回路８４及び受信回路８６の動作クロックを生成する。発振器７３及び８３は、ＰＬＬ回路７２及び８２が参照するためのリファレンスクロックを生成する。
【0078】
送信回路７４及び８４は、伝送路を通してデータ配列７を伝送し、受信回路８６は、伝送路を通してデータ配列７を受信することができる。周波数設定回路７５及び８５は、ＰＬＬ回路７２及び８２の出力周波数と、発振器７３及び８３の出力周波数を設定することができる。
【0079】
＜データ収集システム１００ａの機能構成例＞
次に図７は、データ収集システム１００ａの機能構成の一例を説明するブロック図である。図７に示すように、ＰＣ４は割当部４３ａを備える。またデータ収集システム１００ａのエンドポイントに対応する制御ユニット２ａＮ－１は、生成部２４ａと、決定部２２ａとを備える。
次に図７は、データ収集システム１００ａの機能構成の一例を説明するブロック図である。図７に示すように、ＰＣ４は割当部４３ａを備える。またデータ収集システム１００ａのエンドポイントに対応する制御ユニット２ａＮ－１は、生成部２４ａと、決定部２２ａとを備える。
【0080】
割当部４３ａは、制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１の種類ごとでユニット特定情報を割り当てる。
【0081】
生成部２４ａは、同期信号受信部２３が受信した同期信号の立上り又は立下りを検出して、制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１のそれぞれがセンサ１ａ０～１ａＮ－１による検出データを順次格納するためのデータ配列７ａを生成する。
【0082】
種類Ｂの制御ユニットはデータ配列当たり３ラインが必要であるとすると、Ａｔｔｒ．Ａ＝Ｊ、Ａｔｔｒ．Ｂ＝Ｋの場合、生成部２４ａは、開始シンボルＳのラインの次にＪ＋Ｋ×３ライン分の空のラインを生成し、その次のラインにエンドポイントの検出データを格納し、終了シンボルＥのラインを生成する。つまり生成部２４ａは、Ｊ＋Ｋ×３＋１ライン分の検出データを格納可能なデータ配列７ａを生成することができる。
【0083】
決定部２２ａは、エンドポイントに対応する制御ユニット２ａＮ－１が保持しているＡｔｔｒ．Ａ＝Ｊ、Ａｔｔｒ．Ｂ＝Ｋを参照してデータ配列７ａのサイズ情報を取得し、データ配列７ａのサイズに基づき、伝送時間Ｖを算出する。
【0084】
ＰＬＬ回路７２及び周波数設定回路７５等により構成される書込部２５Ｎ－１は、伝送時間Ｖに応じて決定されるデータ配列７ａに書込可能な周波数で、データ配列７ａに検出データを格納する。また送信回路７４等により構成される送信部２６Ｎ－１は、検出データを書き込んだ後のデータ配列７ａを伝送時間Ｖ内に、制御ユニット２ａＮ－２に伝送することができる。
【0085】
＜データ配列７ａの一例＞
次に図８は、本実施形態に係るデータ配列７ａの一例を説明する図であり、（ａ）は１つの制御ユニットがセンサによる検出データを格納した場合を示し、（ｂ）は全ての制御ユニットがセンサによる検出データを格納した場合を示している。
次に図８は、本実施形態に係るデータ配列７ａの一例を説明する図であり、（ａ）は１つの制御ユニットがセンサによる検出データを格納した場合を示し、（ｂ）は全ての制御ユニットがセンサによる検出データを格納した場合を示している。
【0086】
図８（ａ）におけるライン群６１は、エンドポイントに対応する制御ユニット２ａＮ－１以外の制御ユニット２ａ０～２ａＮ－２が検出データを格納するために生成された各ラインである。種類Ｂの制御ユニットは、２種類の合計で３ライン分の領域を確保し、伝送時間Ｖ毎に２種類の検出データをデータ配列７ａに格納する。この場合、生成されるデータ配列７ａのライン数はＪ＋Ｋ×３［ライン］になる。つまりＮ－１＝Ｊ＋Ｋ×３［ライン］である。
【0087】
また図８（ｂ）におけるライン群６２は、エンドポイントに対応する制御ユニット２ａＮ－１以外の制御ユニット２ａ０～２ａＮ－２により検出データが格納された後の各ラインを示している。ライン群６２におけるＤＡＴＡ（１）、ＤＡＴＡ（１ａ）及びＤＡＴＡ（１ｂ）は、制御ユニット２ａ０が格納した検出データに対応する。
＜データ収集システム１００ａの作用効果＞
以上説明したように、本実施形態により、制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１の接続個数に関わらず、また制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１のうちに複数の種類が混在しても、データ配列に検出データを格納し、所定の収集周期Ｔ毎に全ての検出データが格納されたデータ配列７ａを収集することができる。
＜データ収集システム１００ａの作用効果＞
以上説明したように、本実施形態により、制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１の接続個数に関わらず、また制御ユニット２ａ０～２ａＮ－１のうちに複数の種類が混在しても、データ配列に検出データを格納し、所定の収集周期Ｔ毎に全ての検出データが格納されたデータ配列７ａを収集することができる。
【0088】
以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0089】
上述した実施形態では、脳磁計、又は脳波計等の生体情報を検出するセンサによる検出データを収集するシステムを説明したが、これに限定されるものではない。生体情報以外の情報を検出するセンサによる検出データを収集するシステムにも実施形態を適用できる。またセンサによる検出データ以外のデータを収集するシステムにも実施形態を適用可能である。センサによる検出データ以外のデータには、例えば製造機器のログデータ等が挙げられる。
【0090】
実施形態の説明で示した機能ブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、及び／又は、一部の機能を他のブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。またエンドポイントに該当する制御ユニット２ａＮ－１の備える機能の一部を、収集ユニット３が備える構成としたり、ＰＣ４が備える構成としたりすることもできる。
【0091】
また、上述した実施形態では、制御ユニット及び収集ユニットをそれぞれ集積回路等により構成する例を示したが、制御ユニット及び収集ユニットはそれぞれＣＰＵを含んで構成してもよい。
【0092】
また実施形態は、データ収集方法を含む。例えばデータ収集方法は、複数の制御ユニットを備え、前記制御ユニットのそれぞれからデータを収集するデータ収集システムによるデータ収集方法であって、前記複数の制御ユニットのそれぞれが前記データを順次格納するためのデータ配列を、前記複数の制御ユニットの個数情報に基づき生成する工程と、前記個数情報と、前記データの収集周期とに基づき、前記複数の制御ユニットのそれぞれの間で前記データ配列が伝送される伝送時間を決定する工程と、前記複数の制御ユニットの全てが前記データを格納した後の前記データ配列を収集する工程と、を行う。このようなデータ収集方法により、上述したデータ収集システムと同様の効果を得ることができる。
【0093】
また実施形態は、プログラムを含む。例えばプログラムは、複数の制御ユニットを備え、前記制御ユニットのそれぞれからデータを収集するデータ収集システムで用いられるプログラムであって、前記複数の制御ユニットのそれぞれが前記データを順次格納するためのデータ配列を、前記複数の制御ユニットの個数情報に基づき生成し、前記個数情報と、前記データの収集周期とに基づき、前記複数の制御ユニットのそれぞれの間で前記データ配列が伝送される伝送時間を決定し、前記複数の制御ユニットの全てが前記データを格納した後の前記データ配列を収集する処理をコンピュータに実行させる。このようなプログラムにより、上述したデータ収集システムと同様の効果を得ることができる。
【0094】
また、上述した実施形態において、機能構成を示すブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、及び／又は、一部の機能を他のブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
【符号の説明】
【0095】
１ センサ
２ 制御ユニット
２１ ユニット数取得部
２２ 決定部
２３ 同期信号受信部
２４ 生成部
２５ 書込部
２６ 送信部
２７ 受信部
３ 収集ユニット
３１ 収集部
４ ＰＣ
４１ 表示部
４２ 保存部
４３ 割当部
５ シリアル伝送路
６ 同期信号
７ データ配列
７１，８１ 送受信制御回路
７２，８２ ＰＬＬ回路
７３，８３ 発振器
７４，８４ 送信回路
７５，８５ 周波数設定回路
８６ 受信回路
１００ データ収集システム
Ｔ 収集周期
Ｖ 伝送時間
Ｎ ユニット数（個数情報の一例）
Ａｔｔｒ．Ａ，Ａｔｔｒ．Ｂ 種類情報
２ 制御ユニット
２１ ユニット数取得部
２２ 決定部
２３ 同期信号受信部
２４ 生成部
２５ 書込部
２６ 送信部
２７ 受信部
３ 収集ユニット
３１ 収集部
４ ＰＣ
４１ 表示部
４２ 保存部
４３ 割当部
５ シリアル伝送路
６ 同期信号
７ データ配列
７１，８１ 送受信制御回路
７２，８２ ＰＬＬ回路
７３，８３ 発振器
７４，８４ 送信回路
７５，８５ 周波数設定回路
８６ 受信回路
１００ データ収集システム
Ｔ 収集周期
Ｖ 伝送時間
Ｎ ユニット数（個数情報の一例）
Ａｔｔｒ．Ａ，Ａｔｔｒ．Ｂ 種類情報
【先行技術文献】
【特許文献】
【0096】
【文献】特開２００４－３１８２００号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】