本發(fā)明涉及大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，特別涉及大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集、傳送及運用方法。

背景技術：

近來，應對增加的天然資源的需求成為國際問題，在資源探測的領域中短期內(nèi)高精度且高效地探測天然資源(石油、天然氣等)是重要的。另一方面，由于主要油田的產(chǎn)出量減少，能夠容易地勘探、開發(fā)的油田的減少，使得資源探測不斷深度化，在探測開發(fā)競爭激化的潮流中，廉價地提供高靈敏度的探測用傳感器技術的必要性增加。在高靈敏度這樣的觀點中，代替使用了以往的聽地器的資源探測系統(tǒng)，使用了MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統(tǒng))傳感器的加速度計被關注并正進行各種開發(fā)。在資源探測的高效化這樣的觀點中，正研究基于傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)大規(guī)模化的探測期間的縮短，面向大規(guī)?；奶綔y系統(tǒng)運用的簡易化和低成本化成為問題。由于在使用以往的有線的系統(tǒng)中，系統(tǒng)規(guī)模存在限制，所以正研究取而代之使用無纜線系統(tǒng)導致的運用工時的減少。

在資源探測中對應于調查的階段而存在各種各樣的方法，但作為為了最終確定資源的埋藏場所而使用的主要方法之一，有被稱作反射法地震探測的方法。這是如下的方法：對在地表面排列了多個的振動傳感器(加速度傳感器)，從在地表面配置的人工震源產(chǎn)生人工的振動，利用振動傳感器接收來自地下各層(土壤層、水層、Oil&Gas層、基巖層等)的反射波，通過分析該信號波形，能夠把握調查對象地表面下的地層構造和地殼構造。有時作為人工震源使用炸藥和使用能夠產(chǎn)生人工震源的被稱作起震車的特殊車輛。在使用該方法的情況下，在調查對象外場中，需要作為人工震源的起震車、獲得震動數(shù)據(jù)并實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的傳感器網(wǎng)絡、及將獲得的數(shù)據(jù)儲存起來的數(shù)據(jù)中心(數(shù)據(jù)收集車)。如上所述，以往雖然使用通信線、電源線構成傳感器網(wǎng)絡，但如果是有線構成，不僅同時測定傳感器數(shù)存在限制，而且有時因外場上的障礙物(森林、密林等)而制約了設置設計，進而需要大容量的電源設施和大型數(shù)據(jù)中心(數(shù)據(jù)收集車)等外場設備，這成為成本增加的一個原因。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

如上所述，為了實現(xiàn)資源探測的高效化，需要使傳感器網(wǎng)絡大規(guī)?；?，但在以往那樣的有線的傳感器網(wǎng)絡構成中，同時測定傳感器數(shù)存在限制。具體而言，在使用已有的有線方式的數(shù)據(jù)收集和電源供給的資源探測系統(tǒng)中，儲存龐大的數(shù)據(jù)量的存儲車和電源供給設施的設置成本成為主要原因，幾千～1萬個左右的傳感器數(shù)是極限。而且，因外場上的障礙物(森林或密林等)而在設置條件上產(chǎn)生限制。但是，在上述那樣的技術背景之中，將由數(shù)萬～10萬個以上的傳感器構成的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡設置于外場，使資源探測的效率提高的必要性增加。另一方面，探測范圍的區(qū)域擴大的必要性及精度良好地把握更深的地層和地殼構造的必要性也增加，因此，需要將大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡在數(shù)周以上這樣的長時間進行運用。

對于有線方式，如上所述，進一步提高資源探測的效率是困難的，所以正在研究無纜線資源探測系統(tǒng)。通過無纜線系統(tǒng)，即使是有線不能設置的場所也能夠設置傳感器終端，而且不需要外場設備，故而能夠大幅度削減成本。但是，已有的無纜線資源探測系統(tǒng)中采用電池驅動方式，對數(shù)據(jù)傳送采用無線多跳方式，使用所設置的傳感器終端以組桶式方式將數(shù)據(jù)傳送到中心。因此，在測量中，由于需要對傳感器終端的無線模塊平時一直接通電源，所以耗電大，最多10天左右的運用天數(shù)為極限。因而，在無纜線資源探測系統(tǒng)中，要求能夠使用電池長期運用的低耗電系統(tǒng)，這成為課題。另一方面，當長期運用時每個傳感器終端的傳感器數(shù)據(jù)量為超過10GB的大容量，進而，對于大規(guī)模傳感器系統(tǒng)整體，1天需要對幾百TB以上的數(shù)據(jù)進行傳送處理，將其通過無線傳送到數(shù)據(jù)中心的方式是課題。即，實現(xiàn)能夠以低功率進行動作(長電池壽命)，且能夠同時地進行高速數(shù)據(jù)傳送的資源探測系統(tǒng)，是本發(fā)明要解決的問題。

解決問題的方案

為了解決上述問題，在本發(fā)明中，提供一種資源探索系統(tǒng)，不使用已有的基于無線多跳的數(shù)據(jù)傳送方式，而使用在一定期間的運用期間中，將傳感器終端感應到的震動數(shù)據(jù)平時寫入到終端內(nèi)的存儲器中的終端內(nèi)數(shù)據(jù)存儲型的傳感器終端。在運用一定期間后，將傳感器終端容納在數(shù)據(jù)收集充電裝置中，由此，感知傳感器終端被容納在數(shù)據(jù)收集充電裝置中，自動地向數(shù)據(jù)收集充電裝置使用高速無線通信將存儲在傳感器終端內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送，使用與數(shù)據(jù)收集充電裝置連接的有線通信線(LAN等)傳送到數(shù)據(jù)中心。而且，通過搭載非接觸充電方式，數(shù)據(jù)收集充電裝置探測到容納了傳感器終端，從而自動地對傳感器終端內(nèi)的電池進行充電。在此，數(shù)據(jù)收集、傳送裝置將非接觸充電功能設為平時總是開始，從而能夠與容納傳感器終端同時地開始數(shù)據(jù)傳送及充電，另一方面，傳感器終端以充電開始為觸發(fā)開始高速數(shù)據(jù)傳送。因此，傳感器終端由獲得震動數(shù)據(jù)的傳感器部和承擔充電功能的充電部、承擔高速數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳送部、及用于獲得震動數(shù)據(jù)測量的輔助數(shù)據(jù)的輔助測量部構成。

另一方面，在震動數(shù)據(jù)測量期間，傳感器終端需要以低耗電進行動作，所以，僅使震動數(shù)據(jù)測量所需要的傳感器部及輔助測量部動作。傳感器部雖然由于平時總是測量而需要平時總是接通電源，但由于輔助測量部只在需要的時刻獲得數(shù)據(jù)即可，所以間歇性地啟動。另一方面，在數(shù)據(jù)收集、傳送及電池充電時，傳感器終端對來自數(shù)據(jù)收集充電裝置的供電有無進行檢測，自動地切斷傳感器部及輔助測量部的電源，啟動數(shù)據(jù)傳送部。由此，能夠兼顧基于震動數(shù)據(jù)獲得時的低耗電化的長期運用、基于自動動作模式切換的運用效率提高、及高速數(shù)據(jù)傳送。并且，由于傳感器終端的充電部(非接觸充電電路)是無源電路，所以在未被容納在數(shù)據(jù)收集充電裝置中的狀態(tài)下無電力消耗。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，在由幾萬～幾十萬個傳感器終端構成的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡中，能夠同時提供基于數(shù)據(jù)獲得時的低耗電化的長期運用、基于自動動作模式切換的運用效率提高、及高速數(shù)據(jù)傳送。而且，由于是無纜線(無線供電、數(shù)據(jù)傳送)，因此在傳感器終端不需要有線連接器等，所以具有防水防塵等耐環(huán)境性強的設計容易這樣的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)整體的概略構成例的圖。

圖2是表示本發(fā)明的將傳感器終端向數(shù)據(jù)收集充電裝置容納的圖像例的圖。

圖3是表示傳感器終端的概略構成例的圖。

圖4是表示數(shù)據(jù)收集充電裝置的概略構成例的圖。

圖5是表示本發(fā)明的傳感器終端的基本的狀態(tài)變遷流程例的圖。

圖6是表示本發(fā)明的傳感器終端的、有關基于捕獲到起震車的指令信號這一情況而進行的傳感器部及輔助測量部的啟動、及基于捕獲到回答信號這一情況而進行的傳感器部及輔助測量部的停止的狀態(tài)變遷流程例的圖。

圖7是表示本發(fā)明的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的、有關基于捕獲到起震車的指令信號這一情況而進行的傳感器部啟動、及基于捕獲到回答信號這一情況而進行的傳感器部停止的時序圖例的圖。

圖8是表示本發(fā)明的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的、有關不能捕獲到起震車的指令信號的情況下的基于計時器進行的傳感器部啟動、及不能捕獲到回答信號的情況下的基于計時器進行的傳感器部停止的時序圖例的圖。

圖9是表示本發(fā)明的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的、有關基于捕獲到起震車的回答信號這一情況而進行的傳感器部停止的時序圖例的圖。

圖10是表示本發(fā)明的傳感器終端的、有關基于捕獲到起震車的回答信號這一情況而進行的傳感器部及輔助測量部的停止的狀態(tài)變遷流程例的圖。

圖11是表示本發(fā)明的傳感器終端的、有關基于來自控制設備的啟動觸發(fā)信號進行的傳感器部及輔助測量部的啟動的狀態(tài)變遷流程例的圖。

圖12是表示成為基于震動圖形的傳感器部及輔助測量部的啟動觸發(fā)的震動圖形例的圖。

圖13是表示成為基于沖擊檢測的傳感器部及輔助測量部的啟動觸發(fā)的震動圖形和閾值設定例的圖。

圖14是表示成為基于震動方向檢測的傳感器部及輔助測量部的啟動觸發(fā)的震動圖形及閾值設定例的圖。

圖15是表示成為基于照度檢測的傳感器部及輔助測量部的啟動觸發(fā)的照度閾值設定例的圖。

圖16是表示成為基于GPS測量值檢測的傳感器部及輔助測量部的啟動觸發(fā)的GPS測量值及判別區(qū)域設定例的圖。

圖17是表示成為基于溫度差檢測的傳感器部及輔助測量部的啟動觸發(fā)的溫度變化圖形及判別溫度范圍設定例的圖。

圖18是表示控制無線所需要的間歇動作的通信定時圖。

圖19是表示在將傳感器終端容納在數(shù)據(jù)收集充電裝置中時，使用狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器進行狀態(tài)監(jiān)視和正常檢查時的構成例的圖。

圖20是表示將傳感器終端容納在數(shù)據(jù)收集充電裝置中時，使用狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器進行狀態(tài)監(jiān)視和正常檢查時的傳感器終端的狀態(tài)變遷流程的圖。

圖21是表示本發(fā)明的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的、用于將傳感器網(wǎng)絡中傳感器終端的電池余量下降或發(fā)生動作不良的情況下的警報通知給控制中心的基于RFID進行的地址寫入前的外場設置狀態(tài)例的圖。

圖22是表示本發(fā)明的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的、用于將傳感器網(wǎng)絡中傳感器終端的電池余量下降或發(fā)生動作不良的情況下的警報通知給控制中心的基于RFID進行的地址寫入后的外場設置狀態(tài)例的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。

對于本發(fā)明的實施例的狀態(tài)變遷流程，如后述那樣，設想利用在包括微型計算機(微機或處理器)在內(nèi)的通用計算機上運行的軟件進行安裝，也可以利用專用硬件或軟件和硬件的組合進行安裝。

而且，設置的傳感器終端的數(shù)量和通信速度、運用期間等數(shù)值是實施方式說明用的數(shù)值，不限于以下的說明中使用的數(shù)值。

實施例1

＜大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)整體的概略構成＞

圖1是表示大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)整體的概要的圖。

在圖1所示的構成例中，在資源探測測定對象外場f中配置了1萬個傳感器終端1s-10000s的狀態(tài)下，震動發(fā)震源(起震車)G產(chǎn)生人工的震動，各傳感器終端對從發(fā)送源G向地下傳遞的地震波被各地層反射而到達地上(或地面以下)的波進行觀測。震動發(fā)送源(起震車)G在外場中配置多個(G1及G2)，有時也利用從控制中心S經(jīng)由電波基站B發(fā)送的基站控制用無線指令，在相互同步的基礎上產(chǎn)生震動。長期運用(測量)結束后，將儲存了在測定對象外場f獲得的震動數(shù)據(jù)的傳感器終端1s～10000s，向設置了收集充電裝置1c～收集充電裝置10000c這樣1萬個收集充電裝置的數(shù)據(jù)收集充電設備d輸送，將傳感器終端1s～10000s容納在收集充電裝置1c-10000c中。

在圖2中表示將傳感器終端向數(shù)據(jù)收集充電裝置容納的圖像例。狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202是搭載了用于訪問在傳感器終端200中搭載的控制用無線裝置的無線模塊的監(jiān)視設備，不僅能夠通過無線通信對傳感器終端200的狀態(tài)(傳感器瞬時值數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、溫度、數(shù)據(jù)傳送完畢通知、充電完畢通知等)進行監(jiān)視，還能夠發(fā)布針對傳感器終端200的各種指令，控制傳感器終端200。經(jīng)由電源纜線C利用電源P向數(shù)據(jù)收集充電裝置201供給電力。數(shù)據(jù)收集充電設備d例如也可以是在測定對象外場f上設置的數(shù)據(jù)收集車(外場卡車)、或專用設備。另外，電源P也可以是數(shù)據(jù)收集車或專用設備的電源基礎設施、發(fā)電系統(tǒng)或發(fā)電機等。當將傳感器終端1s-10000s容納到收集充電裝置1c-10000c中時，自各收集充電裝置的非接觸供電自動開始，以上述充電開始為觸發(fā)從傳感器終端向收集充電裝置將保存在傳感器終端內(nèi)的震動數(shù)據(jù)進行無線傳送。在此，作為非接觸充電方式的例子，有Qi標準中代表性的電磁感應方式、電磁場共振方式，另外，作為無線傳送方式的一個例子，有以無線LAN(WiFi)、毫米波通信為代表的各種特定小功率系無線。將由數(shù)據(jù)收集充電裝置收集到的震動數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)收集充電設備d，使用通信纜線L向控制中心S中準備的服務器sv傳送并儲存。在使用數(shù)據(jù)收集車的情況下，用收集車將收集充電裝置搬運至控制中心S，在控制中心S向服務器sv進行基于有線的數(shù)據(jù)傳送。

＜傳感器終端的概略構成＞

圖3表示傳感器終端的構成的一個例子。本構成例表示本發(fā)明涉及的最大規(guī)模構成，也可以是本構成的部分構成或使用了部分構成的其他構成。傳感器終端大體上劃分為由傳感器部、輔助測量部、數(shù)據(jù)傳送部、充電部構成，在微型計算機301中通過按照內(nèi)部所記錄的控制程序控制各部而使傳感器終端的狀態(tài)變遷。傳感器部由傳感器電路304構成。傳感器電路304根據(jù)來自微型計算機301的傳感器獲得請求將傳感器值返回到微型計算機301，微型計算機301將所獲得的傳感器值保存在存儲器305中。輔助測量部由GPS303及傾斜傳感器302構成，使用GPS303確定傳感器終端設置場所，而且使大量的各傳感器終端進行獲得的震動數(shù)據(jù)的獲得時刻同步。在傾斜傳感器302中對傳感器終端設置的傾斜進行測量，并進行震動數(shù)據(jù)的修正。數(shù)據(jù)傳送部由高速數(shù)據(jù)通信用的專用的通信用微型計算機306和數(shù)據(jù)無線模塊307構成。充電部由非接觸的供電電路309構成。供電電路309是無源電路，與電池308連接，但僅在被容納在數(shù)據(jù)收集充電裝置中時流動電流，對電池308進行充電。此外，搭載了用于對傳感器終端的狀態(tài)進行把握的溫度計3010、照度計3011，經(jīng)由控制無線模塊3012從外部把握傳感器終端的狀態(tài)。另外，控制無線模塊3012能夠接收來自外部的無線信號并將信號傳送到微型計算機201，進而，將來自微型計算機的應答轉換為無線數(shù)據(jù)包后經(jīng)由天線3014向外部發(fā)送。由此，對傳感器終端，能夠從外部進行各種控制。另外，作為無線控制因無線數(shù)據(jù)包錯誤等而不能實現(xiàn)的情況下的備份，基于計時器3013的狀態(tài)變遷是可能的。此外，具有控制無線用天線3014、數(shù)據(jù)無線用天線3015、及RFID電路3016。

＜數(shù)據(jù)收集充電裝置的概略構成＞

圖4是本發(fā)明的數(shù)據(jù)收集充電裝置的構成例。數(shù)據(jù)收集充電裝置具有：由充電控制微型計算機401、供電電路402和電源電路403構成的充電系統(tǒng)；及由通信用微型計算機404、數(shù)據(jù)無線模塊405和天線406構成的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)。從電源電路403取出向傳感器終端供電用的電力，通過充電控制微型計算機401的控制來控制供電電路402，從而當傳感器終端被容納時開始充電。另一方面，若開始了傳感器終端的充電，則從傳感器終端，通過高速無線傳送震動數(shù)據(jù)，所以，通過天線406將無線電波向數(shù)據(jù)無線模塊405傳送，由數(shù)據(jù)無線模塊405轉換成數(shù)字信號后，將震動數(shù)據(jù)向通信用微型計算機404傳送。通信用微型計算機404將接收到的震動數(shù)據(jù)經(jīng)由與數(shù)據(jù)收集充電裝置連接的通信纜線(光纖或LAN纜線)向服務器傳送。

＜傳感器終端的基本的狀態(tài)變遷流程＞

圖5中表示傳感器終端的基本的狀態(tài)變遷流程圖。傳感器終端在開始時S501僅將充電電力接收電路(充電部)及控制信號接收電路(控制無線3012)及微型計算機301開啟，立即確認是否從外部供給了基于非接觸供電的電力(S502)。若未供給則開啟傳感器部及輔助測量部(S511)。在正在供給受電電力的情況下，開啟充電部，關閉傳感器部及輔助測量部(S503)。之后，確認有無應向傳感器終端內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)(S504)，在“有”的情況下，開啟數(shù)據(jù)傳送部(S505)。若數(shù)據(jù)傳送未結束則直到數(shù)據(jù)傳送結束為止進行待機，在結束的情況下(S506)，將傳送完畢通知使用控制無線通知到外部的狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器(203)(S507)。接著，直到充電結束為止進行待機(S508)，在充電完畢的情況下，將充電完畢通知通過控制無線通知到狀態(tài)監(jiān)視控制監(jiān)視器(203)(S508)。之后，停止傳感器部、充電部及數(shù)據(jù)傳送部(S510)，返回到開始(啟動)時的狀態(tài)。但是，充電電力接收電路(充電部)、控制信號接收電路(控制無線3012)及微型計算機301保持開啟不變。

實施例2

在實施例2中，發(fā)震源(起震車)G從控制中心S接收控制信號而產(chǎn)生人工震動，若必要的人工震動產(chǎn)生完成則從發(fā)震源(起震車)G向控制中心S發(fā)送回答信號，此時，傳感器終端對來自控制中心S的控制信號及來自發(fā)震源(起震車)G的回答信號進行捕獲，并以其為觸發(fā)，進行傳感器終端的傳感器部及輔助測量部的啟動和停止，從而將傳感器終端(特別是一般認為耗電大的傳感器部和輔助測量部)的動作抑制在必要的最小限度，由此，實現(xiàn)低耗電，對于這種情況使用圖6～圖8進行說明。

＜傳感器終端狀態(tài)變遷流程＞

圖6中表示對發(fā)震源(起震車)的控制信號及回答信號進行捕獲，來進行傳感器終端的傳感器部及輔助測量部的啟動及停止的情況下的狀態(tài)變遷流程。從開始S601開始，在充電電力的供給有無確認S602中，有電力供給的情況下的流程與實施例1(圖5)基本相同，所以省略說明。唯一的不同，是省略了在充電部開啟S603時傳感器部、輔助測量部關閉的處理。這是因為雖然也可以作為處理而插入，但流程圖上，在進行充電部開啟S603處理時，傳感器部、輔助測量部必然為關閉。

在沒有充電電力的情況下(S602的符號“N”)，首先使用計時器3013使啟動計時器動作。接著通過S612及S613的處理，以啟動計時器的倒計時結束和從控制中心向發(fā)震源(起震車)G的控制信號的捕獲之中、時間上較早發(fā)生的一方為觸發(fā)，使傳感器部、輔助測量部開啟(S614)。若開啟傳感器部、輔助測量部，則立即使用計時器3013來啟動停止計時器(S615)。停止計時器啟動后，通過S616及S617的處理，以停止計時器的倒計時結束和從發(fā)震源(或起震車)G向控制中心S的回答信號的捕獲之中、時間上較早發(fā)生的一方為觸發(fā)，停止傳感器部、輔助測量部(S610)。在停止狀態(tài)S610下，傳感器終端使充電電力接收電路(充電部)、控制信號接收電路(控制無線3012)及微型計算機301、計時器3013保持開啟不變。

＜時序圖(1)＞

圖7表示對發(fā)震源(起震車)的控制信號及回答信號進行捕獲來進行傳感器終端的傳感器部及輔助測量部的啟動及停止的情況下的控制中心S、發(fā)震源(起震車)G、及傳感器終端is的時序圖。在控制中心S，向配置于外場的發(fā)震源(起震車)G，發(fā)送包括震動圖形和定時720等信息的控制信號700。傳感器終端is若捕獲到來自控制中心S的控制信號，則啟動傳感器部及輔助測量部714，立即轉移到測量715。發(fā)震源(起震車)G接受來自控制中心的控制信號，在圖7的例子中，在20秒后產(chǎn)生45秒期間的震動710。震動產(chǎn)生結束，在一定時間后(在圖7的例子中為15秒后)，發(fā)震源(起震車)G向控制中心S發(fā)送回答(震動結束)701，在10秒后向下一發(fā)震點移動711。接收到回答(震動結束)701的控制中心S，向來自發(fā)震源(起震車)G的回答(移動、起震準備完畢)702的接收待機轉移。另一方面，在捕獲到來自發(fā)震源(起震車)G的回答(震動結束)701的傳感器終端，停止傳感器部及輔助測量部716，充電電力接收電路(充電部)、控制信號接收電路(控制無線3012)及微型計算機301、計時器3013保持開啟不變。發(fā)震源(起震車)G在移動及起震準備完畢的階段，向控制中心S發(fā)送回答(移動、起震準備完畢)702，接收到回答702的控制中心在接收后一定期間后(圖7中為30秒)，發(fā)送針對發(fā)送源(起震車)G的控制信號703。以后，反復上述時序。并且，在來自發(fā)震源(起震車)G的回答(震動結束)701中包含了錯誤消息的情況下，發(fā)震源(起震車)G取消移動711，控制中心根據(jù)控制信號700重新開始時序。

＜時序圖(2)＞

圖8所示的時序圖表示，通過利用傳感器終端is具有的計時器3013來進行啟動及停止，設為傳感器終端is不能捕獲到控制中心S的控制信號及發(fā)震源(起震車)G的回答信號的情況下的狀態(tài)變遷備份手段的情況。在測量循環(huán)(1)中，在傳感器終端is啟動后，使停止計時器(圖8中為90秒)動作，另一方面，向對來自發(fā)震源(起震車)G的回答(震動結束)801的、接收待機狀態(tài)轉移。在該狀態(tài)下，一邊進行測量815，一邊以來自發(fā)震源(起震車)G的回答(震動結束)801的捕獲、和停止計時器的倒計時結束為觸發(fā)，向停止狀態(tài)816(充電電力接收電路(充電部)、控制信號接收電路(控制無線3012)及微型計算機301、計時器3013保持開啟不變)轉移。在圖8中，如回答(震動結束)捕獲失敗822那樣，捕獲失敗了，所以利用備份的計時器倒計時(90秒)成功停止816。若轉移到停止狀態(tài)816則立即使啟動計時器動作(圖8中為55秒)，同時對控制中心S的控制信號803進行接收待機。在測量循環(huán)(2)中，由于控制信號捕獲失敗823，傳感器終端is利用以55秒設定的啟動計時器進行啟動817，立即使停止計時器(90秒)動作。但是，在測量818中，在停止計時器的倒計時結束前接收到來自發(fā)震源(起震車)G的回答(震動結束)，所以向停止狀態(tài)819轉移。進而，雖然在剛剛停止819后馬上使啟動計時器(65秒)動作，但由于在啟動計時器的倒計時結束前捕獲到控制信號806，所以，進行基于控制信號806的啟動820。此外，對于傳感器終端is使用的啟動計時器及停止計時器的各計時器值，根據(jù)控制中心S向發(fā)震源(起震車)G發(fā)送的定時信息821，由控制中心計算出，并包含在控制信號(800、803)中，由此，在傳感器終端is中周知。在傳感器終端is不能接收控制信號(800、803)的情況下，使用接收到的最新的計時器值。

實施例3

在實施例3中，發(fā)震源(起震車)G從控制中心S接收控制信號而產(chǎn)生人工震動，若必要的人工震動產(chǎn)生完畢則從發(fā)震源(起震車)G向控制中心S發(fā)送回答信號，此時，傳感器終端對來自發(fā)震源(起震車)G的回答信號進行捕獲，并以其為觸發(fā)，進行傳感器終端的傳感器部及輔助測量部的停止，從而將傳感器終端(特別是一般認為耗電大的傳感器部和輔助測量部)的動作抑制在必要的最小限度，由此，實現(xiàn)低耗電，對于這種情況，使用圖9、10進行說明。在實施例2中，將控制信號作為啟動的觸發(fā)使用，將回答信號作為停止的觸發(fā)使用，但在本實施例中，即使在回答信號接收失敗的情況下，只要沒有回答信號的觸發(fā)就為平常測量模式，所以，能夠在抑制耗電的同時，將對測量動作的影響抑制在最小限度，因此，是適用于傳感器終端難以捕獲控制信號和回答信號的環(huán)境(密林等)的運用方法。

＜時序圖＞

在圖9所示的時序圖中，在測量循環(huán)(1)，傳感器終端is接收控制中心S的控制信號900而啟動914，進行測量915。由于接收到啟動發(fā)震源(起震車)G的回答(震動結束)901而停止916，使啟動計時器(50秒)動作，在50秒后再次啟動917。轉移到測量循環(huán)(2)，雖然進行測量918，但由于來自控制中心S的控制信號在測量918中已接收，所以忽視。另一方面，對于發(fā)震源(起震車)G的回答(震動結束)904，在傳感器終端is中捕獲失敗919，所以，在以后的測量循環(huán)中，直到發(fā)震源(起震車)G的回答(震動結束)的捕獲成功為止繼續(xù)測量。此外，對于傳感器終端is使用的啟動計時器及停止計時器的各計時器值，根據(jù)控制中心S向發(fā)震源(起震車)G發(fā)送的定時信息921，由控制中心計算出，并包含在控制信號(900、903)中，由此，在傳感器終端is中周知。在傳感器終端is不能接收到控制信號(900、903)的情況下，使用接收到的最新的計時器值。

＜傳感器終端狀態(tài)變遷流程＞

圖10中表示實施例的傳感器終端is的狀態(tài)變遷流程。S1001到S1010為止的流程，在實施例1中已說明完，所以在此省略。從開始(S1001)起進行充電電力供給有無確認(S1002)，在是“無”的情況，對傳感器部、輔助測量部的開啟狀態(tài)進行確認。若是開啟則反復進行來自發(fā)震源(起震車)G的回答信號(震動結束)確認S1016和充電電力確認(S1002)。在有回答信號的情況下，停止傳感器部、輔助測量部(充電電力接收電路(充電部)、控制信號接收電路(控制無線3012)及微型計算機301、計時器3013保持開啟不變)(S1010)。另一方面，在S1011的處理中，在傳感器部、輔助測量部是關閉的狀態(tài)的情況下，將啟動計時器開啟，通過處理S1012、S1013及S1014，以啟動計時器的倒計時結束或控制信號的接收為觸發(fā)，開啟傳感器部及輔助測量部(S1015)，向回答信號(震動結束)確認(S1016)轉移。

實施例4

在實施例4中，對不是基于控制中心S和發(fā)震源(起震車)G發(fā)送的無線信號進行的啟動，而是使用了后述的各種觸發(fā)信號的傳感器終端(傳感器部)的啟動方法，進行說明。

＜傳感器終端狀態(tài)變遷流程＞

在圖11中表示本實施例的傳感器終端的狀態(tài)變遷流程。S1101到S1110為止的處理，由于在上述的實施例中已說明完故而省略。其中，對于開始(S1101)時及停止(S1110)時的狀態(tài)，只有控制無線電路、輔助測量部或溫度/照度計、和供電電路為開啟，但是，也可以根據(jù)情況僅使必要最小限度的構成(僅輔助測量部的一部分等)為開啟。在開始(S1101)后，進行充電電力供給有無確認(S1002)，在是“無”的情況下，對傳感器部的開啟狀態(tài)進行確認(S1111)。在是開啟的情況下，進行充電電力供給有無的確認(S1102)，在是關閉的情況下，對啟動觸發(fā)的有無進行確認S1112。在確認了觸發(fā)的情況下，開啟傳感器部(S1113)，在不能確認觸發(fā)的情況下，返回到充電電力供給有無確認S1102。下面，對S1112的啟動觸發(fā)種類進行說明。

＜基于狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202的無線信號進行的啟動＞

在將傳感器終端is設置在外場后，使用在便攜式的控制用PC或平板PC等狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202中所搭載的控制無線功能，經(jīng)由傳感器終端is的控制無線接口3012，將傳感器部及輔助測量部開啟。

＜基于震動圖形的啟動＞

圖12中表示震動數(shù)據(jù)圖形的一個例子。這樣，通過發(fā)震源(起震車)G的控制，為了啟動傳感器終端is而以某一一定的震動圖形起震，使用傳感器終端內(nèi)的可低耗電動作的輔助測量部(傾斜傳感器302)來判別啟動用的震動圖形，由微型計算機301對與存儲器305中保存的啟動用的震動圖形相匹配這一情況進行判別，若匹配則啟動傳感器部。在圖12的例子的情況下，作為例子而假設若6次觀測到1秒周期的震動則開啟傳感器部。

＜基于沖擊檢測的啟動＞

也可以將沖擊震動用于啟動觸發(fā)。在實際的外場設置作業(yè)中，也有時用像錘子這樣的工具將傳感器終端設置在地面上。該情況下，如圖13那樣對震動強度設定閾值，在超過閾值的震動被輔助測量部的傾斜傳感器302觀測到的情況下，開啟傳感器部。

＜基于震動方向檢測的啟動＞

將發(fā)震源(起震車)G設置在地表面，所以，初始震動在地表面?zhèn)鞑?。因此，認為來自發(fā)震源(起震車)G的初始震動，其地表面方向分量超強。于是，在使用3軸對應的傾斜傳感器觀測了初始震動時，在如圖14的上圖那樣，地表面方向(2軸)的震動強度超過閾值，且如圖14的下圖那樣，地面以下方向的震動強度小的情況下，判斷為是發(fā)震源(起震車)G的初始震動分量，開啟傳感器部。

＜基于照度檢測的啟動＞

在傳感器終端搭載照度計3011，如圖15那樣，在照度為一定閾值(30％)以下的情況下，判斷為在地面以下埋設，視為是能夠進行振動測量的狀態(tài)，開啟傳感器部。

＜基于GPS測量值的啟動＞

使用輔助測量部的GPS模塊303，若GPS傳感器值(緯度經(jīng)度)在一定時間的期間，收斂于一定范圍內(nèi)則啟動傳感器部。根據(jù)在一定時間的期間收斂于一定范圍內(nèi)，可判斷為傳感器終端is到達探測外場，并設置于外場中。在不能獲得GPS值的情況下，不啟動，在搬運時等，通過放入金屬制成的外殼等中，或者使用密閉的卡車等，能夠避免搬運時等的誤啟動。圖16中表示成為基于GPS測量值的啟動觸發(fā)的數(shù)據(jù)例。GPS使用緯度經(jīng)度的值，在圖16的例子中將判別范圍1601設為0.03秒以內(nèi)(假設大約1m)。時間方向的判別范圍1602為1小時。在GPS數(shù)據(jù)收斂于判別區(qū)域1603內(nèi)的情況下，判斷為傳感器終端設置在外場的測定預定地點，傳感器終端啟動傳感器部。

＜基于溫度檢測的啟動＞

如圖17所示，使用傳感器終端的溫度計3010，當在判別時間范圍1702(例：1天)的期間，脫離了判別溫度范圍1701(例:60℃)的情況下，啟動傳感器部。與探測外場的氣候條件相配合，將1天的溫度差是否為一定以上設為判別條件。例如在沙漠這樣的外場中，由于溫度的日差較大，所以容易判別。

實施例5

在實施例5中，對實施例1-4中說明過的控制無線方式詳細地進行說明。傳感器終端雖然具有控制無線接口3012，但為了接收來自控制中心S、發(fā)震源(起震車)G、及狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202的無線信號而平時一直保持啟動不變，則耗電變大。因此，需要以如圖18所示那樣的協(xié)議例進行間歇動作。

圖18的上側的圖是，從控制中心S、發(fā)震源(起震車)G、及狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202向傳感器終端，用無線發(fā)布指令，傳感器終端根據(jù)指令返回數(shù)據(jù)的情況下的協(xié)議。由于假設對控制中心S、發(fā)震源(起震車)G、及狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202確保電源，所以包含一定的暫停(接收待機)1802(2毫秒)而斷續(xù)地繼續(xù)發(fā)布指令包1801。傳感器終端is是靠電池動作，所以1秒1次地進行10毫秒接收待機1800。當斷續(xù)地發(fā)送的指令包1801的發(fā)送定時與傳感器終端的接收待機定時重合時，傳感器終端能夠接收指令1803。若傳感器終端接收到指令，則立即返回Ack(接收應答)1804，立即進行數(shù)據(jù)發(fā)送1805。若控制中心S、發(fā)震源(起震車)G、及狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202接收到來自傳感器終端的Ack1804，則向接收待機轉移，若接收到傳感器終端的數(shù)據(jù)發(fā)送1805，則返回Ack。

圖18的下側的圖是，接受控制中心S、發(fā)震源(起震車)G及狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202的指令發(fā)布，從而傳感器終端is接收數(shù)據(jù)的情況下的協(xié)議?？刂浦行腟、發(fā)震源(起震車)G及狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202繼續(xù)發(fā)送斷續(xù)的指令包1811，在與傳感器終端is的接收待機相配合完成指令包1811的發(fā)送的情況下，傳感器終端接收指令(1813)。若傳感器終端接收到指令(1813)，則立即返回Ack(1814)，向接收待機轉移(1815)。若控制中心S、發(fā)震源(起震車)G及狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202接收到Ack(1814)，則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。由此，從控制中心S、發(fā)震源(起震車)G及狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器202向傳感器終端is的數(shù)據(jù)發(fā)送完成，傳感器終端is返回Ack。

實施例6

在實施例6中，與實施例1-5的運用實施時傳感器終端的狀態(tài)監(jiān)視和正常檢查有關進行說明。在圖19中，表示在將傳感器終端容納到數(shù)據(jù)收集充電裝置中時，使用狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器進行狀態(tài)監(jiān)視和正常檢查之時的構成例。傳感器終端1900儲存著在外場獲得的震動數(shù)據(jù)，所以，在收集充電裝置1901中進行數(shù)據(jù)收集。同時，僅通過容納，來自動地執(zhí)行傳感器終端1900內(nèi)的電池的充電。此時，微型計算機301及通信用微型計算機306平時一直監(jiān)視電池余量和數(shù)據(jù)傳送狀況。在數(shù)據(jù)傳送完畢時及充電完畢時向狀態(tài)監(jiān)視控制監(jiān)視器1903使用傳感器終端內(nèi)的控制無線接口3012進行完畢通知。雖然也可以在收集充電裝置中配置LED等進行通知，但不適于例如設置了10萬個級的大規(guī)模的終端的情況。

而且，傳感器終端因長期運用而發(fā)生故障、異常的可能性較大。因此，在向數(shù)據(jù)收集充電裝置中容納時，執(zhí)行基本功能的正常檢查。具體而言，如圖19那樣，在收集充電裝置1901中配置標準震動產(chǎn)生裝置1902，在傳感器終端進行數(shù)據(jù)傳送及充電的期間，通過傳感器終端1900內(nèi)的傳感器部對標準信號產(chǎn)生裝置1902的震動進行檢測，由狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器1903對數(shù)據(jù)進行監(jiān)視，從而對傳感器部的故障、異常進行檢查。而且，還獲得GPS303、傾斜傳感器302、溫度計3010、和照度計3011的值，對故障、異常進行檢查。對于GPS303和溫度計3010，也可以如圖19那樣，準備檢查用的溫度計1904及GPS1905，對值進行比較。

＜傳感器終端狀態(tài)變遷流程＞

圖20中表示本實施例的傳感器終端的狀態(tài)變遷流程。若完成在外場中的震動測量，并容納在了數(shù)據(jù)收集充電裝置中，則供給充電電力，所以，進入到S1903的處理。有關以后的處理，在實施例1-5中進行了說明，但在S1907及S1909有數(shù)據(jù)傳送完畢通知和充電完畢通知的處理。由此，使用傳感器終端內(nèi)的控制無線接口3012進行完畢通知。在該流程中，在外場中的震動數(shù)據(jù)獲得后，并容納到數(shù)據(jù)收集充電裝置中后，傳感器部及輔助測量部保持開啟不變，所以，可以執(zhí)行上述那樣的正常檢查。

實施例7

在將所獲得的震動數(shù)據(jù)保存在傳感器終端內(nèi)的存儲器中時，使用溫度計3010的溫度測量值和傾斜傳感器302的傾斜度測量值，在微型計算機301內(nèi)修正震動數(shù)據(jù)并儲存在存儲器305中，這也是本發(fā)明的實施例之一。將基于作為修正參照數(shù)據(jù)的傳感器部的溫度特性數(shù)據(jù)及傾斜度的、震動數(shù)據(jù)修正算法安裝在微型計算機301及存儲器305內(nèi)。

實施例8

在實施例8中，對在外場中運用大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡過程中，傳感器終端發(fā)生了故障、異常、電池余量下降等的情況下，向控制中心S發(fā)送警報的方法進行說明。

發(fā)生了故障、功能產(chǎn)生異常、電池余量下降等的終端連續(xù)發(fā)送警報。由于向與控制中心S較近的終端發(fā)送能使警報在短時間內(nèi)到達控制中心S，所以，事先在終端內(nèi)存儲器305中存儲終端配置(終端配置圖和終端地址表)。參照終端配置圖，以使到控制中心S的最短路徑為多跳的方式，決定下一警報傳送目的地。如果由全部傳感器終端進行上述動作，則能將警報信息(異常發(fā)生終端ID、異常狀況)通過最短路徑傳送到控制中心。

但是，在運用上，將在存儲器305內(nèi)記載了ID和地址的10萬個以上的傳感器終端按終端配置圖進行配置，會在尋找應配置在某一場所的傳感器終端的時間點花費工時。其結果，與如圖21那樣在終端配置圖2110中記載的地址配置相比較，成為隨機配置。因此，如圖22那樣隨機設置后，參照預定的終端配置圖2110利用RFID寫入裝置2210等非接觸通信設備，經(jīng)由傳感器終端的RFID接口3016將按照配置圖那樣的地址寫入到存儲器305中，從而，能夠用較少的工時來實現(xiàn)如終端配置圖2110那樣的配置。

(其他)

本發(fā)明也能夠通過實現(xiàn)實施方式的功能的軟件的程序代碼來實現(xiàn)。在該情況下，將記錄了程序代碼的存儲介質提供給系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計算機(或CPU、MPU)讀出存儲介質中保存的程序代碼。

在該情況下，從存儲介質讀出的程序代碼本身實現(xiàn)上述的實施方式的功能，該程序代碼本身、及存儲了該程序代碼的存儲介質構成本發(fā)明。作為用于提供這樣的程序代碼的存儲介質，例如，使用軟盤、CD-ROM、DVD-ROM、硬盤、光盤、光磁盤、CD-R、磁帶、非易失性的存儲卡、ROM等。

而且，也可以構成為，根據(jù)程序代碼的指示在計算機上運行的OS(操作系統(tǒng))等進行實際處理的部分或全部，通過該處理，實現(xiàn)上述實施方式的功能。并且，也可以構成為，在將從存儲介質讀出的程序代碼寫入到計算機上的存儲器中后，根據(jù)該程序代碼的指示，計算機的CPU等進行實際的處理的部分或全部，通過該處理，實現(xiàn)上述實施方式的功能。

進而，也可以構成為，將實現(xiàn)實施方式的功能的軟件的程序代碼，經(jīng)由網(wǎng)絡進行分發(fā)，從而將其保存在系統(tǒng)或裝置的硬盤或存儲器等存儲單元或CD-RW、CD-R等存儲介質中，在使用時，該系統(tǒng)或裝置的計算機(或CPU、MPU)讀出保存在該存儲單元或該存儲介質中的程序代碼來執(zhí)行。

最后，需要理解在此描述的工藝及技術本質上不與任何特定的裝置相關聯(lián)，通過組件的任何相應的組合也能安裝。另外，按照在此記述的教授的內(nèi)容能夠使用通用目的的多種類型的器件?；蛟S構筑專用的裝置來執(zhí)行在此描述的方法的步驟是有益的。而且，通過實施方式所公開的多個構成要素的適當組合，能夠形成各種發(fā)明。

例如，也可以從實施方式所示的全部構成要素中刪除幾個構成要素。還可以適當組合跨越不同實施方式的構成要素。本發(fā)明雖然與具體例子關聯(lián)地進行了記述，但這些不是為了對全部的觀點限定而是為了說明。本領域的技術人員，大概能理解，為了實施本發(fā)明，存在相應的硬件、軟件及固件的多個組合。例如，對于描述的軟件，能用匯編程序、C/C++、perl、Shell、PHP、Java(注冊商標)等大范圍的程序或腳本語言進行安裝。

進而，在上述的實施方式中，對于控制線和信息線，示出了認為在說明上需要的部分，對于產(chǎn)品，不必示出全部的控制線和信息線。也可以將全部的構成相互連接。

再者，本領域的技術人員，能夠通過對在此公開的本發(fā)明的說明書及實施方式的考察，明白本發(fā)明的其他的安裝。對于所描述的實施方式的多種方式及/或組件，通過單獨或任意組合也能夠使用于具有管理數(shù)據(jù)的功能的計算機化存儲系統(tǒng)中。

符號的說明

f…測定對象外場

d…數(shù)據(jù)收集充電設備

1s、2s、..is、(i+1)s、js..、10000s、200、1900、2100-2108、2200-2208…傳感器終端

1c、2c、..ic、(i+1)c、jc..、10000c、201、1901…收集充電裝置

G、G1、G2…發(fā)震源(起震車)

S…控制中心

sv…服務器

B…電波基站

P…電源

L…通信纜線

C…電源纜線

202、1903…狀態(tài)監(jiān)視控制用監(jiān)視器

301…微型計算機

302…傾斜傳感器

303、1905…GPS

304…傳感器

305…存儲器

306…通信用微型計算機

307…數(shù)據(jù)無線

308…電池

309…供電電路

3010、1904…溫度計

3011…照度計

3012…控制無線

3013…計時器

3014、3015…天線

3016…RFID

401…充電控制微型計算機

402…供電電路

403…電源電路

404…通信用微型計算機

405…數(shù)據(jù)無線

406…天線

700、703、800、803、806、900、903、906…控制信號

701、704、801、804、901、904…回答(震動結束)

702、802、805、902、905…回答(移動、起震準備完畢)

710、712、810、812、910、912…震動

711、713、811、813、911、913…移動

714、717、814、817、820、914、917…啟動

715、718、815、818、915、918…測量

716、719、816、819、916…停止

720、821、921…定時

822、919…回答(震動結束)捕獲失敗

823…控制信號捕獲失敗

1601、1602、1701、1702…判別范圍

1603…判別區(qū)域

1800、1810…接收待機

1801、1811…指令包

1802、1812…暫停(接收待機)

1803、1813…指令接收

1804、1806、1814、1816…Ack

1805、1817…數(shù)據(jù)發(fā)送

1815…接收

1902…標準震動產(chǎn)生裝置

2110…終端配置圖

2210…RFID寫入裝置

Sxxxx…各狀態(tài)變遷流程時序