大规模传感器网络系统技术方案

本发明专利技术提供大规模传感器网络系统，为了实现资源探测的高效化，需要使传感器网络大规模化，但另一方面，探测领域区域扩大的必要性及精度良好地把握更深地层、地壳构造的必要性也在增加，所以需要几周以上这样长期运用大规模传感器网络。为了解决上述问题，传感器由于平时一直测量而需要电源平时一直开启，但辅助测量部在需要的定时获得数据即可，所以间歇地启动。另一方面，在数据收集、传送及电池充电时，传感器终端对来自数据收集充电装置的供电有无进行检测，自动地关闭传感器部及辅助测量部的电源，启动数据传送部。由此，能够兼顾基于震动数据获得时的低耗电化的长期运用、基于自动动作模式切换的运用效率提高、及高速数据传送。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及大规模传感器网络系统，特别涉及大规模传感器网络系统的数据收集、传送及运用方法。
技术介绍
近来，应对增加的天然资源的需求成为国际问题，在资源探测的领域中短期内高精度且高效地探测天然资源(石油、天然气等)是重要的。另一方面，由于主要油田的产出量减少，能够容易地勘探、开发的油田的减少，使得资源探测不断深度化，在探测开发竞争激化的潮流中，廉价地提供高灵敏度的探测用传感器技术的必要性增加。在高灵敏度这样的观点中，代替使用了以往的听地器的资源探测系统，使用了MEMS(MicroElectroMechanicalSystems，微机电系统)传感器的加速度计被关注并正进行各种开发。在资源探测的高效化这样的观点中，正研究基于传感器网络系统大规模化的探测期间的缩短，面向大规模化的探测系统运用的简易化和低成本化成为问题。由于在使用以往的有线的系统中，系统规模存在限制，所以正研究取而代之使用无缆线系统导致的运用工时的减少。在资源探测中对应于调查的阶段而存在各种各样的方法，但作为为了最终确定资源的埋藏场所而使用的主要方法之一，有被称作反射法地震探测的方法。这是如下的方法：对在地表面排列了多个的振动传感器(加速度传感器)，从在地表面配置的人工震源产生人工的振动，利用振动传感器接收来自地下各层(土壤层、水层、Oil&Gas层、基岩层等)的反射波，通过分析该信号波形，能够把握调查对象地表面下的地层构造和地壳构造。有时作为人工震源使用炸药和使用能够产生人工震源的被称作起震车的特殊车辆。在使用该方法的情况下，在调查对象外场中，需要作为人工震源的起震车、获得震动数据并实现数据传送的传感器网络、及将获得的数据储存起来的数据中心(数据收集车)。如上所述，以往虽然使用通信线、电源线构成传感器网络，但如果是有线构成，不仅同时测定传感器数存在限制，而且有时因外场上的障碍物(森林、密林等)而制约了设置设计，进而需要大容量的电源设施和大型数据中心(数据收集车)等外场设备，这成为成本增加的一个原因。
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，为了实现资源探测的高效化，需要使传感器网络大规模化，但在以往那样的有线的传感器网络构成中，同时测定传感器数存在限制。具体而言，在使用已有的有线方式的数据收集和电源供给的资源探测系统中，储存庞大的数据量的存储车和电源供给设施的设置成本成为主要原因，几千～1万个左右的传感器数是极限。而且，因外场上的障碍物(森林或密林等)而在设置条件上产生限制。但是，在上述那样的技术背景之中，将由数万～10万个以上的传感器构成的大规模传感器网络设置于外场，使资源探测的效率提高的必要性增加。另一方面，探测范围的区域扩大的必要性及精度良好地把握更深的地层和地壳构造的必要性也增加，因此，需要将大规模传感器网络在数周以上这样的长时间进行运用。对于有线方式，如上所述，进一步提高资源探测的效率是困难的，所以正在研究无缆线资源探测系统。通过无缆线系统，即使是有线不能设置的场所也能够设置传感器终端，而且不需要外场设备，故而能够大幅度削减成本。但是，已有的无缆线资源探测系统中采用电池驱动方式，对数据传送采用无线多跳方式，使用所设置的传感器终端以组桶式方式将数据传送到中心。因此，在测量中，由于需要对传感器终端的无线模块平时一直接通电源，所以耗电大，最多10天左右的运用天数为极限。因而，在无缆线资源探测系统中，要求能够使用电池长期运用的低耗电系统，这成为课题。另一方面，当长期运用时每个传感器终端的传感器数据量为超过10GB的大容量，进而，对于大规模传感器系统整体，1天需要对几百TB以上的数据进行传送处理，将其通过无线传送到数据中心的方式是课题。即，实现能够以低功率进行动作(长电池寿命)，且能够同时地进行高速数据传送的资源探测系统，是本专利技术要解决的问题。解决问题的方案为了解决上述问题，在本专利技术中，提供一种资源探索系统，不使用已有的基于无线多跳的数据传送方式，而使用在一定期间的运用期间中，将传感器终端感应到的震动数据平时写入到终端内的存储器中的终端内数据存储型的传感器终端。在运用一定期间后，将传感器终端容纳在数据收集充电装置中，由此，感知传感器终端被容纳在数据收集充电装置中，自动地向数据收集充电装置使用高速无线通信将存储在传感器终端内的数据传送，使用与数据收集充电装置连接的有线通信线(LAN等)传送到数据中心。而且，通过搭载非接触充电方式，数据收集充电装置探测到容纳了传感器终端，从而自动地对传感器终端内的电池进行充电。在此，数据收集、传送装置将非接触充电功能设为平时总是开始，从而能够与容纳传感器终端同时地开始数据传送及充电，另一方面，传感器终端以充电开始为触发开始高速数据传送。因此，传感器终端由获得震动数据的传感器部和承担充电功能的充电部、承担高速数据通信的数据传送部、及用于获得震动数据测量的辅助数据的辅助测量部构成。另一方面，在震动数据测量期间，传感器终端需要以低耗电进行动作，所以，仅使震动数据测量所需要的传感器部及辅助测量部动作。传感器部虽然由于平时总是测量而需要平时总是接通电源，但由于辅助测量部只在需要的时刻获得数据即可，所以间歇性地启动。另一方面，在数据收集、传送及电池充电时，传感器终端对来自数据收集充电装置的供电有无进行检测，自动地切断传感器部及辅助测量部的电源，启动数据传送部。由此，能够兼顾基于震动数据获得时的低耗电化的长期运用、基于自动动作模式切换的运用效率提高、及高速数据传送。并且，由于传感器终端的充电部(非接触充电电路)是无源电路，所以在未被容纳在数据收集充电装置中的状态下无电力消耗。专利技术的效果根据本专利技术，在由几万～几十万个传感器终端构成的大规模传感器网络中，能够同时提供基于数据获得时的低耗电化的长期运用、基于自动动作模式切换的运用效率提高、及高速数据传送。而且，由于是无缆线(无线供电、数据传送)，因此在传感器终端不需要有线连接器等，所以具有防水防尘等耐环境性强的设计容易这样的优点。附图说明图1是表示本专利技术的大规模传感器网络系统整体的概略构成例的图。图2是表示本专利技术的将传感器终端向数据收集充电装置容纳的图像例的图。图3是表示传感器终端的概略构成例的图。图4是表示数据收集充电装置的概略构成例的图。图5是表示本专利技术的传感器终端的基本的状态变迁流程例的图。图6是表示本专利技术的传感器终端的、有关基于捕获到起震车的指令信号这一情况而进行的传感器部及辅助测量部的启动、及基于捕获到回答信号这一情况而进行的传感器部及辅助测量部的停止的状态变迁流程例的图。图7是表示本专利技术的大规模传感器网络系统的、有关基于捕获到起震车的指令信号这一情况而进行的传感器部启动、及基于捕获到回答信号这一情况而进行的传感器部停止的时序图例的图。图8是表示本专利技术的大规模传感器网络系统的、有关不能捕获到起震车的指令信号的情况下的基于计时器进行的传感器部启动、及不能捕获到回答信号的情况下的基于计时器进行的传感器部停止的时序图例的图。图9是表示本专利技术的大规模传感器网络系统的、有关基于捕获到起震车的回答信号这一情况而进行的传感器部停止的时序图例的图。图10是表示本专利技术的传感器终端的、有关基于捕获到起震车的回答信号这一情况而进行的传感器部及辅助测量部的停止的状态变迁流程例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器网络系统，其特征在于，关于数据存储型的无线传感器终端，该无线传感器终端构成为，根据启动信号的种类对于以下动作自动地进行切换，即，在关闭充电动作时关闭数据传送处理，使用第一传感器进行传感器数据获得，并将该获得数据记录在存储器中，在开启充电动作时，关闭所述第一传感器，并将所述存储器内的所述数据向数据收集装置及服务器传送，通过将所述终端容纳到用于进行数据的传送和针对所述无线传感器终端的充电的数据收集充电装置中，根据针对所述终端的充电有无的检测结果，自动地切换来执行所述无线传感器终端的充电和无线数据传送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种传感器网络系统，其特征在于，关于数据存储型的无线传感器终端，该无线传感器终端构成为，根据启动信号的种类对于以下动作自动地进行切换，即，在关闭充电动作时关闭数据传送处理，使用第一传感器进行传感器数据获得，并将该获得数据记录在存储器中，在开启充电动作时，关闭所述第一传感器，并将所述存储器内的所述数据向数据收集装置及服务器传送，通过将所述终端容纳到用于进行数据的传送和针对所述无线传感器终端的充电的数据收集充电装置中，根据针对所述终端的充电有无的检测结果，自动地切换来执行所述无线传感器终端的充电和无线数据传送。2.根据权利要求1所述的传感器网络系统，其特征在于，该传感器网络系统构成为，使用大规模无线传感器组获得来自由控制中心控制的发震源的信号，在该传感器网络系统中，在关闭所述充电动作时，将所述无线传感器终端捕获到从所述控制中心向发震源通过无线通信送出的包括发送的定时的进行多种指示的控制信号，和在所述无线终端中内置的启动计时器内的计数器的倒计时结束之中的、先发生的事件，作为触发来启动传感器，将所述无线传感器终端捕获到从所述发震源向所述控制中心通过无线通信送出的对发震完毕进行通知的回答信号，和在所述无线传感器终端中内置的停止计时器的计数器的倒计时结束之中的、先发生的事件，作为触发来停止所述传感器。3.根据权利要求1所述的传感器网络系统，其特征在于，该传感器网络系统构成为，使用大规模无线传感器组获得来自由控制中心控制的发震源的信号，在该传感器网络系统中，在关闭所述充电动作时，将所述无线传感器终端捕获到从所述控制中心向发震源通过无线通信送出的包括发送的定时的进行多种指示的控制信号，和所述无线终端内的启动计时器内的计数器的倒计时结束之中的、先发生的事件，作为触发来启动传感器，将所述无线传感器终端捕获到从发震源向所述控制中心通过无线通信送出的对发震完毕进行通知的回答信号作为触发来停止所述传感器。4.根据权利要求1所述的传感器网络系统，其特征在于，所述无线传感器终端根据外部无线控制设备的无线控制，使第一传感器启动。5.根据权利要求1所述的传感器网络系统，其特征在于，该传感器网络系统使用大规模传感器组获得来自发震源的信号，在该传感器网络系统中，从所述发震源发送预先决定的特定的信号图形的信号，所述无线传感器终端通过使用第二传感器确认所述特定的信号图形的信号的接收，从而启动第一传感器。6.根据权利要求1所述的传感器网络系统，其特征在于，所述无线传感器终端通过使用第二传感器确认信号强度为预先设定的阈值以上的信号的接收，从而启动第一传感器。7.根据权利要求1所述的传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：芹泽靖隆，藤原亮介，宫崎佑行，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP