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JP2010008157A - Measuring system and clinometer - Google Patents

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JP2010008157A
JP2010008157A JP2008166232A JP2008166232A JP2010008157A JP 2010008157 A JP2010008157 A JP 2010008157A JP 2008166232 A JP2008166232 A JP 2008166232A JP 2008166232 A JP2008166232 A JP 2008166232A JP 2010008157 A JP2010008157 A JP 2010008157A
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Abstract

【課題】従来よりも計測値の信頼性を向上させることができる計測システム並びに傾斜計を提供する。
【解決手段】信号処理部11は、加速度センサ9の出力と方位センサ10の出力との両方を用いることで、加速度センサ9により計測された傾斜角度で傾斜計Aが傾斜した方位を特定する。信号処理部11は、地面の変位により傾斜計Aの傾斜する可能性のある方位を設定傾斜方位として予め設定可能であって、当該設定傾斜方位と異なる方位に傾斜した場合には、誤検知と判断する誤検知回避手段16を有する。誤検知回避手段16は、誤検知であると判断した場合、傾斜角度の計測値の変化が第1の閾値を超えたとしても、動作モードを通常モードから警戒モードに切り替えるモード切替手段14の動作を無効とする。
【選択図】図1
To provide a measurement system and an inclinometer capable of improving the reliability of a measured value as compared with the prior art.
A signal processing unit 11 uses both an output of an acceleration sensor 9 and an output of an orientation sensor 10 to specify an orientation in which an inclinometer A is inclined at an inclination angle measured by the acceleration sensor 9. The signal processing unit 11 can set in advance the azimuth of the inclinometer A that may be tilted due to the displacement of the ground as the set tilt azimuth, and if the tilt is different from the set tilt azimuth, There is a false detection avoiding means 16 for judging. When the erroneous detection avoiding means 16 determines that it is a false detection, the operation of the mode switching means 14 that switches the operation mode from the normal mode to the alert mode even if the change in the measured value of the tilt angle exceeds the first threshold value. Is invalid.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、傾斜計の水平面に対する傾斜角度を計測することで、地滑り等の土砂災害の発生確率が高い危険箇所の特定などに用いられる計測システム並びに傾斜計に関するものである。   The present invention relates to a measurement system and an inclinometer that are used for identifying a dangerous location where the probability of occurrence of a landslide or other landslide disaster is high by measuring an inclination angle of the inclinometer with respect to a horizontal plane.

山の斜面等の傾斜した地面においては、地震や集中豪雨が引金となり地滑り等の土砂災害が発生することがある。このような土砂災害の発生確率が高い危険箇所は、地面に変位が生じていることが多い。そこで、現場付近に居住する住民や通行人からの通報、あるいは定期的な目視点検によりひび割れ等の異常を見つけることで危険箇所を予測し、補強工事などの対策をとることが従来から為されている。   On slopes such as mountain slopes, earthquakes and heavy rains can trigger landslides such as landslides. In such dangerous places where the probability of occurrence of landslide disasters is high, displacement often occurs on the ground. Therefore, it has traditionally been possible to predict dangerous locations by reporting abnormalities such as cracks by reporting from residents and passers-by who live near the site, or by regular visual inspections, and take measures such as reinforcement work. Yes.

ただ、前記異常は専門家でなければ的確に判断することが難しいため、地面の変位を傾斜計によって計測し、計測結果に基づいて危険箇所を特定することが考えられている。   However, since it is difficult to accurately determine the abnormality unless it is an expert, it is considered to measure the displacement of the ground with an inclinometer and identify a dangerous spot based on the measurement result.

傾斜計としては、ケース内に球体を収容し、鉛直方向に対してケースが傾いたときに球体が転動してスイッチをオンする構成を有するものが知られている(たとえば特許文献1参照)。この傾斜計は、地面に立てられた杭に取り付けられ、地面の変位によって杭が傾くと上記スイッチがオンして警報を発する。ただし、上記構成の傾斜計は、地面に変位が生じたか否かを検出するものに過ぎず、変位の程度を計測するものではないから、危険箇所を精度よく特定することは困難である。   As an inclinometer, one having a configuration in which a sphere is accommodated in a case and the sphere rolls to turn on a switch when the case is tilted with respect to the vertical direction (see, for example, Patent Document 1). . This inclinometer is attached to a pile standing on the ground, and when the pile is tilted due to the displacement of the ground, the switch is turned on to generate an alarm. However, the inclinometer having the above-described configuration is merely for detecting whether or not a displacement has occurred on the ground, and does not measure the degree of displacement, so it is difficult to accurately identify a dangerous place.

一方、複数種類のセンサ(加速度センサ、GPSアンテナ、方位センサ、角速度センサ)を用いて地面の変位を計測するものも知られている(たとえば特許文献2参照)。特許文献2では、山腹の複数箇所に傾斜計(測定プローブ)を設置し、各傾斜計の計測値を無線通信により観測基地局へ送信するように構成した計測システム(土石流検知システム)が記載されている。この種の計測システムでは、傾斜計の傾斜角度の変化を加速度センサで計測し、計測値を解析することで地面の変位の程度を推定することが可能である。
特開2005−259533号公報(第8−9頁) 特許第3026197号公報(第3−4頁)
On the other hand, what measures the displacement of the ground using a plurality of types of sensors (acceleration sensor, GPS antenna, azimuth sensor, angular velocity sensor) is also known (see, for example, Patent Document 2). Patent Document 2 describes a measurement system (a debris flow detection system) configured to install inclinometers (measurement probes) at a plurality of locations on a mountainside and transmit the measured values of each inclinometer to an observation base station by wireless communication. ing. In this type of measurement system, it is possible to estimate the degree of displacement of the ground by measuring the change in the tilt angle of the inclinometer with an acceleration sensor and analyzing the measured value.
JP 2005-259533 A (pages 8-9) Japanese Patent No. 3026197 (page 3-4)

ところで、上述した従来の計測システムでは、傾斜計が実際に傾斜した方位に関係なく、傾斜計で計測された傾斜角度は有効な計測値として用いられる。そのため、地面の変位以外の原因(たとえば傾斜計への動物の衝突)で傾斜計が傾斜したときでも、傾斜計の傾斜角度が変化することにより、地面が変位したという誤った判断(誤検知)が為される可能性がある。そして、誤検知の影響で計測値の信頼性が低下することとなり、危険箇所の特定精度が低下するなどの問題がある。   By the way, in the conventional measurement system described above, the inclination angle measured by the inclinometer is used as an effective measurement value regardless of the direction in which the inclinometer is actually inclined. Therefore, even when the inclinometer tilts due to a cause other than the displacement of the ground (for example, the collision of an animal with the inclinometer), the erroneous determination that the ground has been displaced due to a change in the tilt angle of the inclinometer (false detection) May be made. And the reliability of a measured value falls by the influence of a false detection, and there exists a problem that the specific precision of a dangerous location falls.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、従来よりも計測値の信頼性を向上させることができる計測システム並びに傾斜計を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide a measurement system and an inclinometer that can improve the reliability of measurement values as compared with the prior art.

請求項1の発明は、それぞれ測定対象に取り付けられ、水平面に対する自己の傾斜角度を加速度センサによって計測する傾斜計を計測エリア内に複数台備え、各傾斜計にそれぞれ設けた通信回路によって計測エリア内の複数台の傾斜計間で無線通信が可能な計測システムであって、各傾斜計が、加速度センサにより計測された傾斜の方位を特定する方位センサと、計測の対象とする傾斜の方位を予め設定可能であり、設定されている方位と異なる方位に傾斜計が傾斜したときに、誤検知と判断して既定の誤検知処理を行う誤検知回避手段とをそれぞれ有することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, a plurality of inclinometers are provided in the measurement area, each of which is attached to a measurement target and measures an inclination angle of the self with respect to a horizontal plane by an acceleration sensor. A plurality of inclinometers that are capable of wireless communication, wherein each inclinometer determines in advance an orientation sensor that specifies the orientation of the inclination measured by the acceleration sensor and the orientation of the inclination to be measured. It is possible to set, and when the inclinometer is tilted in a direction different from the set direction, it has a false detection avoiding means for determining a false detection and performing a predetermined false detection process.

この構成によれば、誤検知回避手段において、計測の対象とする傾斜の方位を予め設定可能であり、設定されている方位と異なる方位に傾斜計が傾斜したときに誤検知と判断するので、たとえば傾斜計に動物が衝突することにより傾斜計が設定された方位以外の方位に傾斜したとしても、このときの傾斜角度の変化は誤検知と判断される。そして、誤検知と判断されたときには既定の誤検知処理が為されるので、たとえば誤検知と判断されたときの計測値を0とする誤検知処理を行うことで、地面の変位以外の原因で傾斜計が傾斜した後の状態を初期状態として、当該初期状態からの傾斜角度の変化を改めて計測させることができる。したがって、従来よりも計測値の信頼性を向上させることが可能である。   According to this configuration, in the erroneous detection avoiding means, it is possible to set in advance the direction of the inclination to be measured, and when the inclinometer is tilted in a different direction from the set direction, it is determined as a false detection. For example, even if an animal collides with the inclinometer and the inclinometer tilts in a direction other than the set direction, the change in the tilt angle at this time is determined to be a false detection. And, when it is determined that there is a false detection, a predetermined false detection process is performed. For example, by performing a false detection process in which the measurement value when it is determined that a false detection is 0, the cause other than the displacement of the ground With the state after the inclinometer is tilted as an initial state, the change in the tilt angle from the initial state can be measured again. Therefore, it is possible to improve the reliability of the measured value as compared with the conventional case.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記傾斜計が、既定の第1サンプリング周期で前記傾斜角度を計測する通常モードでの動作中に、第1の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されると第1サンプリング周期よりも短い第2サンプリング周期で傾斜角度を計測する警戒モードに動作モードを切り替え、且つ警戒モードでの動作中に、所定の警戒時間に亘り第2の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されなければ動作モードを通常モードに切り替えるモード切替手段を有し、前記誤検知回避手段が、誤検知と判断したときに、動作モードを警戒モードに切り替えるモード切替手段の動作を無効にする前記誤検知処理を行うことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the tilt angle changes more than a first threshold during the operation of the tilt meter in the normal mode in which the tilt angle is measured at a predetermined first sampling period. Is measured, the operation mode is switched to a warning mode for measuring an inclination angle in a second sampling period shorter than the first sampling period, and the second threshold value is exceeded for a predetermined warning time during the operation in the warning mode. A mode switching means for switching the operation mode to the normal mode if a change in the tilt angle is not measured, and the mode switching means for switching the operation mode to the alert mode when the erroneous detection avoidance means determines that the detection is erroneous. The false detection process for invalidating the operation is performed.

この構成によれば、傾斜計は、通常モードでの動作中に第1の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されると動作モードが警戒モードに切り替わるので、傾斜角度を計測する周期が短くなり、傾斜角度計測の時間分解能を高めることができる。また、警戒モードでの動作中に、所定の警戒時間に亘り第2の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されなければ動作モードが通常モードに切り替わるので、傾斜角度を計測する周期が長くなり、電力消費を少なく抑えることができる。しかも、誤検知回避手段が誤検知と判断したときには、誤検知処理によって動作モードは警戒モードに切り替わらないので、誤検知時に動作モードが警戒モードに切り替わることで電力消費量が無駄に増加することを防止できる。   According to this configuration, since the operation mode is switched to the alert mode when the change in the tilt angle equal to or greater than the first threshold is measured during the operation in the normal mode, the cycle for measuring the tilt angle is shortened. The time resolution of tilt angle measurement can be increased. In addition, during the operation in the alert mode, the operation mode is switched to the normal mode unless a change in the tilt angle equal to or greater than the second threshold is measured over a predetermined alert time, so that the cycle for measuring the tilt angle becomes longer, Power consumption can be reduced. Moreover, since the operation mode is not switched to the alert mode by the misdetection process when the false detection avoiding means determines that it is a false detection, the operation mode is switched to the alert mode at the time of erroneous detection. Can be prevented.

請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記傾斜計が、較正信号を受けることにより計測値をリセットする較正手段を有することを特徴とする。   The invention of claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 1 or 2, the inclinometer has a calibration means for resetting a measured value by receiving a calibration signal.

この構成によれば、傾斜計の設置後において較正手段に較正信号を与えることで計測値のリセットが可能であるから、傾斜計の設置時に傾斜計を水平面に平行させるための微調整が不要となり、傾斜計の設置作業が簡単になる。しかも、複数台の傾斜計に対して較正信号を一斉に送信すれば、これら複数台の傾斜計について一斉に較正を行うことができる。   According to this configuration, since the measurement value can be reset by providing a calibration signal to the calibration means after the inclinometer is installed, fine adjustment to make the inclinometer parallel to the horizontal plane is not necessary when the inclinometer is installed. This makes it easy to install the inclinometer. In addition, if calibration signals are transmitted to a plurality of inclinometers at the same time, the calibration can be performed on the plurality of inclinometers all at once.

請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明において、前記計測エリア内の複数台の前記傾斜計のうち1台の傾斜計が親機として機能し残りの傾斜計が子機として機能しており、親機が、子機との通信により子機から傾斜値を収集し、子機が、前記通常モードでの動作中に、所定のスリープ時間に亘り第3の閾値以上の前記傾斜角度の変化が計測されなければ、複数回分の計測値を記憶し一括して親機に送信することで親機との通信の頻度を低下させる節電モードに動作モードを切り替え、且つ節電モードでの動作中に、第4の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されれば、動作モードを通常モードに切り替える節電手段を備えることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, one of the inclinometers of the plurality of inclinometers in the measurement area functions as a master unit, and the remaining inclinometers The slave unit functions as a slave unit, the master unit collects an inclination value from the slave unit through communication with the slave unit, and the slave unit has a third threshold value for a predetermined sleep time during the operation in the normal mode. If the change in the tilt angle is not measured, the operation mode is switched to the power saving mode for reducing the frequency of communication with the parent device by storing the measurement values for a plurality of times and transmitting them to the parent device in a batch, and It is characterized by comprising power saving means for switching the operation mode to the normal mode if a change in the tilt angle equal to or greater than the fourth threshold is measured during the operation in the power saving mode.

この構成によれば、子機は、通常モードでの動作中に、所定のスリープ時間に亘り第3の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されなければ、親機との通信の頻度を低下させる節電モードに動作モードが切り替わるので、通信に掛かる消費電力量を低減することができる。   According to this configuration, the slave unit reduces the frequency of communication with the master unit unless a change in inclination angle equal to or greater than the third threshold is measured over a predetermined sleep time during operation in the normal mode. Since the operation mode is switched to the power saving mode, it is possible to reduce the amount of power consumed for communication.

請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の計測システムに用いられることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is used in the measurement system according to any one of claims 1 to 4.

この構成によれば、誤検知回避手段は、設定されている方位と異なる方位に傾斜計が傾斜したときに誤検知と判断するので、たとえば傾斜計に動物が衝突することにより設定された方位以外の方位に傾斜したとしても、このときの傾斜角度の変化は誤検知と判断される。そして、誤検知と判断されたときには既定の誤検知処理が為されるので、たとえば誤検知と判断されたときの計測値を0とする誤検知処理を行うことで、地面の変位以外の原因で傾斜計が傾斜した後の状態を初期状態として、当該初期状態からの傾斜角度の変化を改めて計測させることができる。   According to this configuration, since the misdetection avoiding means determines that a misdetection occurs when the inclinometer tilts in a direction different from the set direction, for example, a direction other than the direction set by an animal colliding with the inclinometer Even if it is tilted in the azimuth direction, a change in the tilt angle at this time is determined as a false detection. Then, when it is determined that there is a false detection, a predetermined false detection process is performed. For example, by performing a false detection process in which the measurement value when the erroneous detection is determined is 0, for reasons other than ground displacement. With the state after the inclinometer is tilted as an initial state, the change in the tilt angle from the initial state can be measured again.

本発明は、誤検知回避手段において、誤検知と判断されたときには既定の誤検知処理が為されるので、たとえば誤検知と判断されたときの計測値を0とする誤検知処理を行うことで、地面の変位以外の原因で傾斜計が傾斜した後の状態を初期状態として、当該初期状態からの傾斜角度の変化を改めて計測させることができ、従来よりも計測値の信頼性を向上させることができるという利点がある。   According to the present invention, since the erroneous detection avoidance means performs a predetermined erroneous detection process when it is determined as erroneous detection, for example, by performing an erroneous detection process that sets the measured value when the erroneous detection is determined to 0. The initial state is the state after the inclinometer is tilted due to a cause other than the ground displacement, and the change in the tilt angle from the initial state can be measured again. There is an advantage that can be.

(実施形態1)
本実施形態の計測システムは、図2に示すように山の斜面の複数箇所に設置される複数台(ここでは9台)の傾斜計A0〜A8(以下、個々を特に区別しないときには単に傾斜計Aという)を備え、測定対象の傾斜を計測するシステム(傾斜計測システム)であって、これら複数台の傾斜計Aでの計測値が、地滑り等の土砂災害の発生確率の高い危険箇所の特定に用いられるものである。以下では、傾斜計Aが設置され計測の対象となるエリアを計測エリアBという。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 2, the measurement system of the present embodiment includes a plurality of (in this case, nine) inclinometers A0 to A8 (hereinafter referred to as inclinometers unless otherwise distinguished from each other). A) and a system that measures the inclination of the object to be measured (inclination measurement system), where the measurement values of these inclinometers A are used to identify dangerous spots with a high probability of landslides and other landslides It is used for. In the following, an area where the inclinometer A is installed and is a measurement target is referred to as a measurement area B.

傾斜計Aは、図3(a)に示すように下部が地中に埋設される形で計測エリアBの地面Eに立設された測定対象としての鋼管Pの上端部に取り付けられるものであって、図3(b)に示すように鋼管Pと機械的に結合される結合部2と、結合部2の上方に形成された略円錐形状のレドーム部3とを具備する筐体1を有している。筐体1は、内部空間への水分の浸入を防止する防水構造を採用しており、電気回路を構成する各種の部品を収納している。結合部2は円筒状であって、一部に形成された取付ボルト孔4を通して取付ボルト5を締め付けることにより鋼管Pと機械的に結合される。ここで、鋼管Pは軸方向が鉛直方向と略一致するように立設され、傾斜計Aは鉛直方向に対する鋼管(測定対象)Pの軸方向の傾斜角度を計測する。ただし、後述する較正処理によって、傾斜計Aの設置後に傾斜計Aの計測値(傾斜角度)を0にリセットすることができるので、鋼管Pの軸方向は鉛直方向と完全には一致していなくてもよい。   As shown in FIG. 3A, the inclinometer A is attached to the upper end of a steel pipe P as a measuring object standing on the ground E of the measurement area B in a form where the lower part is buried in the ground. As shown in FIG. 3 (b), the housing 1 has a coupling portion 2 mechanically coupled to the steel pipe P, and a substantially conical radome portion 3 formed above the coupling portion 2. is doing. The housing 1 employs a waterproof structure that prevents moisture from entering the internal space, and houses various components that constitute an electric circuit. The coupling portion 2 is cylindrical and is mechanically coupled to the steel pipe P by tightening the mounting bolt 5 through the mounting bolt hole 4 formed in a part. Here, the steel pipe P is erected so that the axial direction substantially coincides with the vertical direction, and the inclinometer A measures the inclination angle in the axial direction of the steel pipe (measurement target) P with respect to the vertical direction. However, since the measured value (inclination angle) of the inclinometer A can be reset to 0 after the inclinometer A is installed by the calibration process described later, the axial direction of the steel pipe P does not completely coincide with the vertical direction. May be.

上記傾斜計Aは、図1に示すように傾斜角度を計測する主回路6と、他の傾斜計Aとの通信を行う通信回路7と、各回路への電力供給源となる電池8とを筐体1内に備えている。   As shown in FIG. 1, the inclinometer A includes a main circuit 6 that measures an inclination angle, a communication circuit 7 that communicates with other inclinometers A, and a battery 8 that is a power supply source for each circuit. It is provided in the housing 1.

通信回路7は、無線通信により他の傾斜計Aと通信を行うものであって、本実施形態では一例として、IEEE(米国電気電子学会)でZigBee(ジグビー)として規格化されている通信方式を採用する。ZigBeeを用いた通信は、通信距離が比較的短く(たとえば70m)、また通信速度は低速(たとえば250kbps)であるものの、低消費電力であって電池8駆動でも長期間の動作が可能という特徴がある。しかもZigBeeは、複数の通信拠点間でマルチホップ通信を行うことにより簡単に通信エリアを拡大できる所謂メッシュ・ネットワークを利用した通信方式であるため、上記通信距離を超えて通信することも可能である。ここで、複数台の傾斜計Aは、いずれも最も近い傾斜計Aまでの距離が所定の通信距離(たとえば70m)以内となるように2次元配置(たとえばマトリクス状に配置)される。したがって、前記通信距離以上離れた傾斜計A同士であっても、その間に存在する他の傾斜計Aが中継することで通信可能となる。   The communication circuit 7 communicates with another inclinometer A by wireless communication. In this embodiment, as an example, a communication method standardized as ZigBee by the IEEE (American Institute of Electrical and Electronics Engineers) is used. adopt. Although communication using ZigBee has a relatively short communication distance (for example, 70 m) and a low communication speed (for example, 250 kbps), it is characterized by low power consumption and long-term operation even with battery 8 drive. is there. In addition, ZigBee is a communication method using a so-called mesh network that can easily expand the communication area by performing multi-hop communication between a plurality of communication bases, and therefore, it is possible to communicate beyond the communication distance. . Here, the plurality of inclinometers A are two-dimensionally arranged (for example, arranged in a matrix) so that the distance to the nearest inclinometer A is within a predetermined communication distance (for example, 70 m). Therefore, even if the inclinometers A are separated from each other by the communication distance, communication is possible by relaying another inclinometer A existing between them.

主回路6は、鉛直方向に対する鋼管Pの傾斜角度を計測する加速度センサ9と、方位を計測する方位センサ10と、各センサ出力を処理する信号処理部11と、各種設定値および各種データを記憶する記憶部12と、時計部13とを有している。   The main circuit 6 stores an acceleration sensor 9 that measures an inclination angle of the steel pipe P with respect to the vertical direction, an orientation sensor 10 that measures an orientation, a signal processing unit 11 that processes each sensor output, and various setting values and various data. Storage section 12 and clock section 13.

加速度センサ9は、周知のように可動部(図示せず)に作用する加速度の大きさを電気信号として出力するものであって、ここでは、可動部の移動する方向をセンシング軸として、当該センシング軸方向へ作用する重力加速度の大きさを計測する。ここに、加速度センサ9としては、少なくとも鋼管Pの軸方向に直交する平面内で互いに直交するX軸とY軸との2軸について感度を有するものが用いられ、当該X軸およびY軸がそれぞれ前記センシング軸となる。   As is well known, the acceleration sensor 9 outputs the magnitude of acceleration acting on a movable part (not shown) as an electrical signal. Here, the sensing direction is determined by using the direction of movement of the movable part as a sensing axis. Measure the magnitude of gravity acceleration acting in the axial direction. Here, as the acceleration sensor 9, a sensor having sensitivity with respect to at least two axes of the X axis and the Y axis orthogonal to each other in a plane orthogonal to the axial direction of the steel pipe P is used. It becomes the sensing axis.

すなわち、重力加速度の作用する鉛直方向に直交する面(水平面)にセンシング軸が平行している状態を初期状態とすると、初期状態ではセンシング軸方向に重力加速度が作用せず、加速度センサ9の出力が0となる。一方、鋼管Pが傾倒して初期状態から傾斜計Aの筐体1が傾斜すると、センシング軸が水平面に対して傾斜角度θで傾斜し、重力加速度のセンシング軸方向の成分が可動体に作用する。このとき、重力加速度のセンシング軸方向の成分は前記傾斜角度θの関数で表すことができるので、加速度センサ9の出力より、水平面に対するセンシング軸の傾斜角度θを求めることができる。さらに、X軸とY軸との2軸をセンシング軸とすることで、前記傾斜角度θはX軸とY軸とを含むX−Y平面(つまり鋼管Pの軸方向に直交する平面)上での向きをパラメータに含むベクトル量として求まることになる。なお、ここではMEMS(Micro ElectroMechanical Systems)技術を用いて製造され、ワンチップ化された小型の加速度センサ9を用いるものとする。   That is, assuming that the sensing axis is parallel to a plane (horizontal plane) perpendicular to the vertical direction on which gravity acceleration acts, the gravity acceleration does not act in the sensing axis direction in the initial state, and the output of the acceleration sensor 9 Becomes 0. On the other hand, when the steel pipe P is tilted and the casing 1 of the inclinometer A is tilted from the initial state, the sensing axis is tilted at an inclination angle θ with respect to the horizontal plane, and the component of the gravitational acceleration in the sensing axis direction acts on the movable body. . At this time, since the component of the gravitational acceleration in the sensing axis direction can be expressed by a function of the tilt angle θ, the tilt angle θ of the sensing axis with respect to the horizontal plane can be obtained from the output of the acceleration sensor 9. Furthermore, by using two axes of the X axis and the Y axis as sensing axes, the inclination angle θ is on an XY plane including the X axis and the Y axis (that is, a plane orthogonal to the axial direction of the steel pipe P). Is obtained as a vector quantity including the parameter as a parameter. Here, it is assumed that a small acceleration sensor 9 manufactured using MEMS (Micro ElectroMechanical Systems) technology and made into one chip is used.

方位センサ10は、地磁気を利用して方位を計測し、計測結果を電気信号として出力するものである。これにより、信号処理部11においては、上記加速度センサ9の出力と方位センサ10の出力との両方を用いることで、加速度センサ9により計測された傾斜角度θで鋼管Pが傾斜した方位を特定することが可能となる。すなわち、加速度センサ9だけではX−Y平面上での鋼管Pの傾斜の向きしか求めることができないが、方位センサ10の出力を併せて用いることにより、鋼管Pの傾斜した絶対的な方位を特定することが可能となる。したがって、傾斜計Aを設置する際に加速度センサ9のセンシング軸(X軸、Y軸)を所定の方位に合わせなくても、鋼管Pの傾斜した方位を特定することができる。   The direction sensor 10 measures the direction using geomagnetism and outputs the measurement result as an electrical signal. Thereby, in the signal processing unit 11, by using both the output of the acceleration sensor 9 and the output of the direction sensor 10, the direction in which the steel pipe P is inclined at the inclination angle θ measured by the acceleration sensor 9 is specified. It becomes possible. That is, although only the acceleration sensor 9 can determine only the direction of the inclination of the steel pipe P on the XY plane, the absolute direction of the inclination of the steel pipe P is specified by using the output of the direction sensor 10 together. It becomes possible to do. Therefore, when the inclinometer A is installed, the tilted direction of the steel pipe P can be specified without aligning the sensing axes (X axis, Y axis) of the acceleration sensor 9 with a predetermined direction.

信号処理部11は、予め設定される第1サンプリング周期(たとえば1時間)で傾斜角度の計測を行う通常モードと、第1サンプリング周期よりも短い第2サンプリング周期(たとえば1分)で傾斜角度の計測を行う警戒モードとの2つの動作モードを切り替えるモード切替手段14を有している。つまり、傾斜計Aは、警戒モードで動作中には、通常モードに比較して傾斜角度の計測を行う時間間隔が短くなって計測値の時間分解能が高くなる。モード切替手段14は、通常モードでの動作中に、計測されている傾斜角度が第1の閾値(たとえば5度)を超えて変化すると、動作モードを警戒モードに切り替え、一方、警戒モードでの動作中に、予め設定される警戒時間(たとえば6時間)に亘り第2の閾値以上の傾斜角度の変化が生じなければ、動作モードを通常モードに切り替える。なお、ここでは第2の閾値は略0度(たとえば0.5度)に設定され、警戒時間の時限中に少しでも傾斜角度の変化が生じれば通常モードへの切り替えは為されない。   The signal processing unit 11 has a normal mode in which the tilt angle is measured at a preset first sampling period (for example, 1 hour) and a tilt angle at a second sampling period (for example, 1 minute) shorter than the first sampling period. It has mode switching means 14 for switching between two operation modes, ie, a warning mode for performing measurement. That is, when the inclinometer A is operating in the alert mode, the time interval for measuring the tilt angle is shorter than in the normal mode, and the time resolution of the measurement value is increased. The mode switching means 14 switches the operation mode to the warning mode when the measured tilt angle changes beyond the first threshold value (for example, 5 degrees) during the operation in the normal mode. During the operation, the operation mode is switched to the normal mode unless a change in the tilt angle equal to or greater than the second threshold occurs over a preset warning time (for example, 6 hours). Here, the second threshold is set to approximately 0 degrees (for example, 0.5 degrees), and switching to the normal mode is not performed if any change in the tilt angle occurs during the warning time period.

ここにおいて、傾斜計Aの動作モードが通常モードから警戒モードに切り替わる際、計測エリアB内の他の傾斜計Aに対して通信回路7から警戒信号を送信させることで、これら他の傾斜計Aについても動作モードを強制的に警戒モードに切り替える同期手段15が信号処理部11に設けられている。しかして、1台の傾斜計Aの動作モードが警戒モードに切り替わると、この傾斜計Aと同じ計測エリアB内に存在する全ての傾斜計Aの動作モードが警戒モードとなる。   Here, when the operation mode of the inclinometer A is switched from the normal mode to the alert mode, the other inclinometer A in the measurement area B is caused to transmit an alert signal from the communication circuit 7 to the other inclinometer A. As for the signal processing unit 11, synchronization means 15 for forcibly switching the operation mode to the alert mode is provided. Therefore, when the operation mode of one inclinometer A is switched to the alert mode, the operation modes of all inclinometers A existing in the same measurement area B as the inclinometer A become the alert mode.

さらに、信号処理部11は、地面Eの変位により鋼管Pの傾斜する可能性のある方位(つまり、たとえば南斜面であれば地面Eの変位は南側に生じるはずであるから傾斜する可能性のある方位は北側となる)を計測の対象とする設定傾斜方位として予め設定可能であって、当該設定傾斜方位と異なる方位に傾斜した場合には、地面Eの変位以外の原因(たとえば鋼管Pへの動物の衝突)で鋼管Pが傾斜したものとし、誤検知と判断する誤検知回避手段16を有している。そして、誤検知回避手段16は、誤検知であると判断した場合、誤検知による傾斜角度の計測値の変化が第1の閾値を超えたとしても、動作モードを警戒モードに切り替えるモード切替手段14の上記動作を無効とする。   Further, the signal processing unit 11 may incline because the displacement of the ground E may cause the steel pipe P to incline (that is, for example, if the south slope, the displacement of the ground E should occur on the south side). If the head is tilted in a different direction from the set tilt azimuth, the cause other than the displacement of the ground E (for example, to the steel pipe P) It is assumed that the steel pipe P is inclined due to an animal collision), and has a false detection avoiding means 16 for judging a false detection. Then, when the erroneous detection avoiding means 16 determines that it is erroneous detection, the mode switching means 14 for switching the operation mode to the alert mode even if the change in the measured value of the tilt angle due to the erroneous detection exceeds the first threshold. The above operation is invalidated.

ここに、誤検知回避手段16は、誤検知と判断した場合に、モード切替手段14の動作を無効とすることに限らず、適切な誤検知処理をするものであればよい。すなわち、たとえば誤検知と判断したときに傾斜角度を0にリセットする誤検知処理をすることで、地面Eの変位以外の原因で鋼管Pが傾斜した状態を初期状態として、当該初期状態からの傾斜角度の変化を改めて計測させることができる。なお、誤検知回避手段16は、誤検知と判断された計測値に誤検知フラグを付与する誤検知処理をすることで、計測値の記録から誤検知か否かを判別できるようにするものでもよい。   Here, the misdetection avoiding unit 16 is not limited to invalidating the operation of the mode switching unit 14 when it is determined to be misdetection, and may perform any appropriate misdetection process. That is, for example, by performing an erroneous detection process that resets the inclination angle to 0 when it is determined as an erroneous detection, the state in which the steel pipe P is inclined due to a cause other than the displacement of the ground E is set as the initial state, and the initial inclination The change in angle can be measured again. Note that the false detection avoiding means 16 can perform a false detection process for adding a false detection flag to a measurement value determined to be false detection so that it can be determined whether or not it is a false detection from the measurement value record. Good.

また、本実施形態では、上述したように傾斜計Aの計測値を0にリセットする較正処理を行う較正手段17としての機能が信号処理部11に備わっている。つまり、傾斜計Aの設置時に鋼管Pの軸方向が鉛直方向と完全に一致していなくとも、このときの状態を初期状態として傾斜角度を0に設定することで、当該初期状態からの傾斜角度の変化を計測することができる。ここに、較正手段17は通信回路7で無線通信により較正信号を受けることにより較正処理を開始するものであって、したがって、計測エリアBへの複数台の傾斜計Aの設置が完了した後、これら複数台の傾斜計Aに対して較正信号を一斉送信することにより、複数台の傾斜計Aの較正処理を一斉に行うことができる。   In the present embodiment, as described above, the signal processing unit 11 has a function as the calibration unit 17 that performs the calibration process for resetting the measurement value of the inclinometer A to zero. That is, even if the axial direction of the steel pipe P does not completely coincide with the vertical direction when the inclinometer A is installed, the inclination angle from the initial state can be set by setting the inclination angle to 0 with this state as the initial state. Can be measured. Here, the calibration means 17 starts the calibration process by receiving a calibration signal by wireless communication in the communication circuit 7, and therefore, after the installation of a plurality of inclinometers A in the measurement area B is completed, By simultaneously transmitting calibration signals to the plurality of inclinometers A, the calibration processing of the plurality of inclinometers A can be performed all at once.

ところで、計測エリアBに設置された複数台の傾斜計Aのうち1台の傾斜計A0は親機として動作し、その他の傾斜計A1〜A8は子機として動作する。子機の主回路6で計測された計測値は、上述した通信回路7により親機に伝送される。すなわち、計測エリアB内に存在する複数台の子機での計測値は親機にて収集される。本実施形態では、マルチホップ方式の通信方式(ZigBee)を採用しているので、親機から比較的離れた下位の子機の計測値は、自己よりも親機に近い上位の子機で中継され親機に伝送される。親機は、自己の計測値および収集した計測値を記憶部12に記憶する。親機からの計測値の読み出しは、親機から無線通信により図示しない管理端末器(パーソナルコンピュータまたはハンディターミナル)へ計測値を送信することで行われる。なお、図1の例では各傾斜計Aに防水コネクタからなる外部接続端子18を個別に設けてあり、当該外部接続端子18に管理端末器等を接続することで計測値の読み出しを行うことも可能である。   By the way, one inclinometer A0 of the plurality of inclinometers A installed in the measurement area B operates as a master unit, and the other inclinometers A1 to A8 operate as slave units. The measurement value measured by the main circuit 6 of the slave unit is transmitted to the master unit by the communication circuit 7 described above. That is, the measurement values of a plurality of slave units existing in measurement area B are collected by the master unit. In this embodiment, since the multi-hop communication method (ZigBee) is adopted, the measurement value of the lower child device relatively far from the parent device is relayed by the upper child device closer to the parent device than itself. And transmitted to the base unit. The master unit stores its own measurement values and the collected measurement values in the storage unit 12. Reading of the measured value from the parent device is performed by transmitting the measured value from the parent device to a management terminal (not shown) (personal computer or handy terminal) by wireless communication. In the example of FIG. 1, each inclinometer A is provided with an external connection terminal 18 made of a waterproof connector, and the measured value can be read by connecting a management terminal or the like to the external connection terminal 18. Is possible.

ここに、計測エリアB内の複数台の傾斜計Aについてはいずれも親機を基準として動作タイミング(計測や通信のタイミング)を同期させる。具体的には、傾斜角度の計測を開始する前に管理端末器から親機に送信され、且つ親機から各子機に転送される時刻データを用いることで動作タイミングの同期をとるようにする。しかして、子機は、自己よりも下位の(親機から離れた)子機から受信した計測値と一緒に、自己の計測値を自己より上位の(親機に近い)子機あるいは親機に送信する。   Here, all the inclinometers A in the measurement area B are synchronized in operation timing (measurement and communication timing) with the parent device as a reference. Specifically, the operation timing is synchronized by using time data transmitted from the management terminal to the master unit and transferred from the master unit to each slave unit before starting the measurement of the tilt angle. . The slave unit, together with the measurement value received from the slave unit (distant from the master unit) lower than its own, the slave unit or the master unit with its own measured value higher than itself (close to the master unit). Send to.

ここで、子機としての傾斜計A1〜A8は、通常モードおよび警戒モードにおいては傾斜角度を計測するごとに親機(傾斜計A0)に対して計測値を伝送する。しかし、計測値を伝送する度に電力を消費するので、計測値を伝送する機会を極力減らすことにより電力消費を少なく抑えることが望ましい。   Here, inclinometers A1 to A8 as slave units transmit measured values to the base unit (inclinometer A0) every time the tilt angle is measured in the normal mode and the alert mode. However, since power is consumed every time a measurement value is transmitted, it is desirable to reduce power consumption by reducing the opportunity to transmit the measurement value as much as possible.

そこで、本実施形態では、少なくとも子機として使用される傾斜計A1〜A8に関し、傾斜角度を複数回計測する間の計測値を記憶部12に記憶し、複数回分の計測値を一括して親機(傾斜計A0)に伝送する節電モードと、上記通常モードとの2つの動作モードを切り替える節電手段19としての機能を信号処理部11に設けてある。つまり、節電モードでの動作中は、通常モードに比較して親機(傾斜計A0)との通信の頻度が低下し、通信に掛かる消費電力量を低減することができる。節電手段19は、通常モードでの動作中に、傾斜角度に第3の閾値以上の変化を生じない状態が所定のスリープ時間(たとえば24時間)継続すると、動作モードを節電モードに切り替え、一方、節電モードでの動作中に、傾斜角度に第4の閾値(たとえば0.5度)以上の変化が生じると、動作モードを通常モードに切り替える。なお、ここでは第3の閾値は略0度(たとえば0.5度)に設定され、スリープ時間の時限中に少しでも傾斜角度の変化が生じれば節電モードへの切り替えは為されない。   Therefore, in this embodiment, at least the inclinometers A1 to A8 used as the slave units are stored in the storage unit 12 during the measurement of the tilt angle a plurality of times, and the measurement values for the plurality of times are collectively stored in the parent unit. The signal processing unit 11 is provided with a function as power saving means 19 for switching between two operation modes of the power saving mode transmitted to the machine (inclinometer A0) and the normal mode. That is, during operation in the power saving mode, the frequency of communication with the parent device (inclinometer A0) is lower than in the normal mode, and the power consumption for communication can be reduced. During the operation in the normal mode, the power saving means 19 switches the operation mode to the power saving mode when a state in which the inclination angle does not change more than the third threshold continues for a predetermined sleep time (for example, 24 hours). If the tilt angle changes more than a fourth threshold value (for example, 0.5 degrees) during operation in the power saving mode, the operation mode is switched to the normal mode. Here, the third threshold is set to approximately 0 degrees (for example, 0.5 degrees), and switching to the power saving mode is not performed if any change in the tilt angle occurs during the sleep time period.

また、上述した各閾値(第2、第3の閾値は除く)や第1サンプリング周期や第2サンプリング周期、警戒時間やスリープ時間や設定傾斜方位などの各種設定値は、管理端末器にて設定され傾斜計Aの記憶部12に記憶される。ここでは、第1の閾値は5度、第4の閾値は0.5度、第1サンプリング周期は1時間、第2サンプリング周期は1分、警戒時間は6時間、スリープ時間は24時間がそれぞれ初期値として設定されている。設定傾斜方位としては16方位のうち2方位を設定可能とする。さらに、傾斜計Aの設置位置(緯度、経度)、現在の日時、管理端末器を識別するための端末番号、親機・子機の区別や、子機にあっては個々を識別するための子機番号、親機にあってはノード(最大20台)などの設定値も管理端末器にて設定される。なお、子機から親機に計測値を伝送する通信周期を第1サンプリング周期や第2サンプリング周期とは別に設定できるようにしてもよく、この場合、通信周期も管理端末器で設定する。   In addition, various setting values such as the above-described threshold values (excluding the second and third threshold values), the first sampling period, the second sampling period, the warning time, the sleep time, and the set inclination direction are set by the management terminal. And stored in the storage unit 12 of the inclinometer A. Here, the first threshold is 5 degrees, the fourth threshold is 0.5 degrees, the first sampling period is 1 hour, the second sampling period is 1 minute, the warning time is 6 hours, and the sleep time is 24 hours. It is set as an initial value. As the set inclination azimuth, two out of 16 azimuths can be set. Furthermore, the installation position (latitude, longitude) of the inclinometer A, the current date and time, the terminal number for identifying the management terminal, the distinction between the parent device and the child device, and for identifying the individual device in the child device In the case of the slave unit number and the master unit, setting values such as nodes (maximum 20 units) are also set by the management terminal. Note that the communication cycle for transmitting the measurement value from the slave unit to the master unit may be set separately from the first sampling cycle and the second sampling cycle. In this case, the communication cycle is also set by the management terminal.

以下に、本実施形態の計測システムの動作について、図4ないし図6に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図4ないし図6のフローチャートは親機(傾斜計A0)に最も近い子機(傾斜計A1)の動作例を表すものである。   Hereinafter, the operation of the measurement system of the present embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. Note that the flowcharts of FIGS. 4 to 6 show an operation example of the slave unit (inclinometer A1) closest to the master unit (inclinometer A0).

電源が投入されると(S1)、傾斜計A1は通信待機状態となる(S2)。この状態で、管理端末器から設定確認信号を受信すると(S3:Yes)、記憶部12内の現在の各種設定値(初期値)を管理端末器に返信する(S4)。そして、傾斜計A1は、管理端末器において変更された各種設定値を管理端末器から受信すると(S5:Yes)、設定値の更新を行い(S6)、計測開始信号を待つ計測スタンバイ状態に移行する(S7)。ここに、計測開始信号は管理端末器から時刻データと共に親機(傾斜計A0)に送信され、この親機によって時刻データと共に各子機に転送される。   When the power is turned on (S1), the inclinometer A1 enters a communication standby state (S2). In this state, when a setting confirmation signal is received from the management terminal (S3: Yes), the current various setting values (initial values) in the storage unit 12 are returned to the management terminal (S4). When the inclinometer A1 receives various setting values changed in the management terminal from the management terminal (S5: Yes), the inclinometer A1 updates the setting value (S6) and shifts to a measurement standby state waiting for a measurement start signal. (S7). Here, the measurement start signal is transmitted from the management terminal unit to the master unit (inclinometer A0) together with the time data, and is transferred to each slave unit together with the time data by the master unit.

しかして、傾斜計A1は、親機から計測開始信号を時刻データと共に受信すると(S8)、計測スタンバイ状態を終了し動作タイミングに関して同期をとる(S9)。さらに、本実施形態ではマルチホップ方式の通信方式(ZigBee)を採用しているので、傾斜計A1は、自己よりも下位の子機(傾斜計A2〜A8)に計測開始信号および時刻データを転送する(S10)。   Thus, when the inclinometer A1 receives the measurement start signal from the master unit together with the time data (S8), the inclinometer A1 ends the measurement standby state and synchronizes with respect to the operation timing (S9). Further, since the multi-hop communication method (ZigBee) is adopted in this embodiment, the inclinometer A1 transfers the measurement start signal and time data to the slave units (inclinometers A2 to A8) lower than itself. (S10).

その後、傾斜計A1では計測値をリセットする較正処理を行い(S11)、傾斜角度の計測を開始し(S12)、傾斜角度を計測して計測値を記憶部12に記録する(S13)。このとき記憶部12に記憶されるのは、計測された傾斜角度(計測値)と傾斜した方位と計測日時とを含む計測データである。さらに傾斜計A1は、自己より下位の子機(傾斜計A2〜A8)から計測データを受信し、受信した計測データを自己の計測データと共に親機に転送する(S14)。このとき転送される計測データには、送信元を特定するための子機番号と、電池残容量不足などを示すアラームとが付加される。親機に収集された計測データは、親機が管理端末器からの送信要求信号を受けたときに、親機自身の計測データと共に管理端末器に送信される。   Thereafter, the inclinometer A1 performs a calibration process for resetting the measured value (S11), starts measuring the tilt angle (S12), measures the tilt angle, and records the measured value in the storage unit 12 (S13). What is stored in the storage unit 12 at this time is measurement data including the measured tilt angle (measured value), the tilted azimuth, and the measurement date and time. Further, the inclinometer A1 receives measurement data from the slave units (inclinometers A2 to A8) lower than itself, and transfers the received measurement data to the parent unit together with its own measurement data (S14). The measurement data transferred at this time is added with a slave unit number for specifying the transmission source and an alarm indicating insufficient battery capacity. The measurement data collected by the parent device is transmitted to the management terminal device together with the measurement data of the parent device itself when the parent device receives a transmission request signal from the management terminal device.

ところで、電源が投入された当初は、傾斜計A1は通常モードで動作するため、傾斜角度の計測(S13)および計測データの送信(S14)は第1サンプリング周期で周期的に繰り返される。ただし、傾斜計A1の動作モードは、モード切替手段14や節電手段19によって、通常モードから警戒モードあるいは節電モードに切り替えられることがある。   By the way, when the power is turned on, the inclinometer A1 operates in the normal mode. Therefore, the measurement of the inclination angle (S13) and the transmission of the measurement data (S14) are periodically repeated in the first sampling period. However, the operation mode of the inclinometer A1 may be switched from the normal mode to the warning mode or the power saving mode by the mode switching means 14 and the power saving means 19.

すなわち、図5に示すように、傾斜角度の変化が第1の閾値以上となった場合(S21:Yes)、モード切替手段14により動作モードが通常モードから警戒モードに切り替えられ(S22)、傾斜角度の計測および計測データの送信の周期が第1サンプリング周期から第2サンプリング周期に切り替えられる。このとき、同期手段15により警戒信号が他の傾斜計A0,A2〜A8に送信される(S23)。その後、警戒時間の時限終了時点で(S24)、警戒モード中の傾斜角度の変化が第2の閾値未満であれば(S25:Yes)、モード切替手段14によって動作モードが警戒モードから通常モードに切り替えられる(S26)。ここに、警戒信号を受信した他の傾斜計A0,A2〜A8もまた上記ステップS22〜S26の動作を行う。   That is, as shown in FIG. 5, when the change in the inclination angle becomes equal to or greater than the first threshold (S21: Yes), the operation mode is switched from the normal mode to the alert mode by the mode switching means 14 (S22). The cycle of angle measurement and measurement data transmission is switched from the first sampling cycle to the second sampling cycle. At this time, a warning signal is transmitted to the other inclinometers A0, A2 to A8 by the synchronization means 15 (S23). Thereafter, when the change of the tilt angle during the warning mode is less than the second threshold value (S25: Yes) at the end of the warning time period (S24), the mode switching means 14 changes the operation mode from the warning mode to the normal mode. It is switched (S26). Here, the other inclinometers A0, A2 to A8 that have received the warning signal also perform the operations of steps S22 to S26.

また、図6に示すように、傾斜角度の変化が第3の閾値に満たない状態がスリープ時間継続した場合(S31:Yes)、節電手段19により動作モードが通常モードから節電モードに切り替えられる(S32)。その後、傾斜角度に第4の閾値以上の変化があれば(S33:Yes)、節電手段19によって動作モードが節電モードから通常モードに切り替えられる(S34)。   In addition, as shown in FIG. 6, when the state in which the change in the tilt angle does not reach the third threshold continues for the sleep time (S31: Yes), the power saving means 19 switches the operation mode from the normal mode to the power saving mode ( S32). Thereafter, if there is a change equal to or greater than the fourth threshold value in the tilt angle (S33: Yes), the power saving means 19 switches the operation mode from the power saving mode to the normal mode (S34).

以上説明したように、本実施形態の計測システムにおいては、傾斜計Aは、通常モードで動作中に傾斜角度が第1の閾値以上変化すると、警戒モードに切り替わることで計測値の時間分解能が高くなり、通常モードよりも詳しいデータを採ることが可能になる。つまり、傾斜角度が第1の閾値以上変化した場合、傾斜計Aの設置されている地点の地面Eが変位していることを示唆し、その地点の計測値は緊急性の高いデータと考えられるため、その地点についてより詳しいデータを採ることは非常に有用である。一方、警戒モードでの動作中に傾斜角度が殆ど変化しなければ、通常モードに切り替わることで傾斜角度を計測する時間間隔が長くなり、警戒モードよりも電力消費を少なく抑えることができる。   As described above, in the measurement system of the present embodiment, the inclinometer A has a high time resolution of measurement values by switching to the alert mode when the tilt angle changes by more than the first threshold during operation in the normal mode. Thus, more detailed data than in the normal mode can be taken. That is, if the tilt angle changes by more than the first threshold, it indicates that the ground E at the point where the inclinometer A is installed is displaced, and the measured value at that point is considered to be highly urgent data. Therefore, it is very useful to collect more detailed data about the point. On the other hand, if the tilt angle hardly changes during the operation in the alert mode, the time interval for measuring the tilt angle becomes longer by switching to the normal mode, and the power consumption can be suppressed to be lower than that in the alert mode.

しかも、計測エリアB内のいずれかの傾斜計Aが警戒モードに切り替わると、この傾斜計Aから送信される警戒信号によって計測エリアB内の全ての傾斜計Aが警戒モードに切り替わるので、計測エリアB全域について詳しいデータを採ることができる。その結果、計測エリアB内の危険箇所の特定精度が向上する。   Moreover, when any inclinometer A in the measurement area B is switched to the warning mode, all the inclinometers A in the measurement area B are switched to the warning mode by the warning signal transmitted from the inclinometer A. Detailed data can be obtained for the entire B area. As a result, the identification accuracy of the dangerous spot in the measurement area B is improved.

さらに、本実施形態では、誤検知回避手段16を設けたことで、たとえ傾斜角度が変化したとしても、方位センサ10によって計測される傾斜の方位が設定傾斜方位と相違する場合には、このときの傾斜角度は誤検知と判断され、誤検知による傾斜角度の計測値の変化が第1の閾値を超えたとしても、動作モードを警戒モードに切り替わることはない。つまり、鋼管Pに動物が衝突したことなどに起因して誤検知が発生しても、誤検知回避手段16が適切な誤検知処理をすることで、当該誤検知の影響を無効とすることができる。   Furthermore, in this embodiment, by providing the false detection avoiding means 16, even if the inclination angle changes, the inclination direction measured by the direction sensor 10 is different from the set inclination direction at this time. The tilt angle is determined to be erroneous detection, and even if the change in the measured value of the tilt angle due to the erroneous detection exceeds the first threshold, the operation mode is not switched to the alert mode. That is, even if an erroneous detection occurs due to an animal colliding with the steel pipe P, the erroneous detection avoiding means 16 may invalidate the influence of the erroneous detection by performing an appropriate erroneous detection process. it can.

また、子機としての傾斜計A1〜A8は、通常モードでの動作中にスリープ時間に亘って傾斜角度が殆ど変化しなければ、節電モードに切り替わることで通信の頻度が低くなり、通常モードよりも電力消費を少なく抑えることができる。つまり、傾斜角度に殆ど変化が生じていない場合、傾斜計Aの設置されている地点の地面Eが変位していないことを示唆し、その地点の計測値は緊急性の低いデータと考えられるため、この地点の計測値を親機に伝送する頻度が低下しても特に問題は生じない。   Inclinometers A1 to A8 as slave units, when the inclination angle hardly changes over the sleep time during operation in the normal mode, the frequency of communication is reduced by switching to the power saving mode. Can also reduce power consumption. That is, when there is almost no change in the tilt angle, it indicates that the ground E at the point where the inclinometer A is installed is not displaced, and the measured value at that point is considered to be data with low urgency. Even if the frequency at which the measured value at this point is transmitted to the base unit is reduced, no particular problem occurs.

上記実施形態の計測システムによって得られる計測結果は、たとえば1週間に1度、管理端末器によって親機から回収される。そして、当該計測結果を分析することで、計測エリアBの地面Eの状態(変位の様子)を推定し、地滑り等の土砂災害が生じる可能性が高い危険箇所か否かの判断をすることが可能である。この計測システムを構成する傾斜計Aは、同じ計測エリアBに所定の期間(たとえば1年)設置され、その間に特に傾斜角度の変化がなければ回収されて別の計測エリアに設置される。この計測システムを用いた計測により危険箇所と判断された計測エリアBに関しては、より精度よく地面の変位を計測できる計測器(たとえばレーザ変位計)によって引き続き監視を行うことが望ましい。   The measurement result obtained by the measurement system of the above embodiment is collected from the parent device by the management terminal device, for example, once a week. Then, by analyzing the measurement result, it is possible to estimate the state (displacement state) of the ground E in the measurement area B and determine whether or not it is a dangerous place where a landslide or other landslide disaster is likely to occur. Is possible. The inclinometer A constituting this measurement system is installed in the same measurement area B for a predetermined period (for example, one year), and if there is no change in the inclination angle during that period, it is collected and installed in another measurement area. With respect to the measurement area B that is determined to be a dangerous spot by measurement using this measurement system, it is desirable to continue monitoring with a measuring instrument (for example, a laser displacement meter) that can measure the displacement of the ground more accurately.

なお、傾斜計Aに光あるいは音による発報装置を付加し、傾斜角度がある値を超えたときに発報装置から警報を発するようにしてもよい。また、傾斜計Aの電池18を二次電池とし、この二次電池が太陽電池等で充電される構成としてもよく、この場合、傾斜計Aのメンテナンスの頻度を低減することが可能である。   Note that an alarm device using light or sound may be added to the inclinometer A so that an alarm is issued from the alarm device when the tilt angle exceeds a certain value. The battery 18 of the inclinometer A may be a secondary battery, and the secondary battery may be charged with a solar battery or the like. In this case, the frequency of maintenance of the inclinometer A can be reduced.

ところで、上記実施形態では、本発明の計測システムを地滑り等の土砂災害の発生確率の高い危険箇所の特定に使用する例を示したが、その他の用途に本発明の計測システムを用いることも考えられる。たとえば、本発明の計測システムを用いて家屋や橋などの建造物の傾きを測定することが可能であり、この場合、建造物を構成する複数本の柱に測定対象としての鋼管Pをそれぞれ固定する。これにより、各鋼管Pに取り付けられている傾斜計Aにて鉛直方向に対する柱の傾斜角度を計測することが可能となり、計測システムによって建造物の傾きが測定可能となる。   By the way, in the said embodiment, although the example which uses the measuring system of this invention for the identification of the dangerous location with high probability of occurrence of landslides, such as a landslide, it is also considered using the measuring system of this invention for other uses. It is done. For example, it is possible to measure the inclination of a building such as a house or a bridge using the measurement system of the present invention. In this case, the steel pipes P as measurement objects are respectively fixed to a plurality of columns constituting the building. To do. Thereby, it becomes possible to measure the inclination angle of the column with respect to the vertical direction by the inclinometer A attached to each steel pipe P, and the inclination of the building can be measured by the measurement system.

本発明の実施形態1の傾斜計の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the inclinometer of Embodiment 1 of this invention. 同上の傾斜計を示し、(a)は設置状態の概略図、(b)は概略斜視図である。An inclinometer same as the above is shown, (a) is a schematic view of an installed state, and (b) is a schematic perspective view. 同上の計測エリアを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows a measurement area same as the above. 同上の子機の基本動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the basic operation | movement of a subunit | mobile_unit same as the above. 同上の子機の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a subunit | mobile_unit same as the above. 同上の子機の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a subunit | mobile_unit same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

7 通信回路
9 加速度センサ
10 方位センサ
14 モード切替手段
16 誤検知回避手段
17 較正手段
19 節電手段
A,A0〜A8 傾斜計
B 計測エリア
E 地面
7 Communication circuit 9 Acceleration sensor 10 Direction sensor 14 Mode switching means 16 False detection avoidance means 17 Calibration means 19 Power saving means A, A0 to A8 Inclinometer B Measurement area E Ground

Claims (5)

それぞれ測定対象に取り付けられ、水平面に対する自己の傾斜角度を加速度センサによって計測する傾斜計を計測エリア内に複数台備え、各傾斜計にそれぞれ設けた通信回路によって計測エリア内の複数台の傾斜計間で無線通信が可能な計測システムであって、各傾斜計は、加速度センサにより計測された傾斜の方位を特定する方位センサと、計測の対象とする傾斜の方位を予め設定可能であり、設定されている方位と異なる方位に傾斜計が傾斜したときに、誤検知と判断して既定の誤検知処理を行う誤検知回避手段とをそれぞれ有することを特徴とする計測システム。   Each measuring object is equipped with multiple inclinometers in the measurement area that are attached to the measuring object and measures its own inclination angle with respect to the horizontal plane using an acceleration sensor, and a communication circuit provided for each inclinometer between multiple inclinometers in the measurement area In each inclinometer, each inclinometer can set an orientation sensor that specifies the orientation of the inclination measured by the acceleration sensor and the orientation of the inclination to be measured. And a false detection avoiding means for performing a predetermined false detection process by judging that the tilt meter is tilted in a different direction from the current orientation. 前記傾斜計は、既定の第1サンプリング周期で前記傾斜角度を計測する通常モードでの動作中に、第1の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されると第1サンプリング周期よりも短い第2サンプリング周期で傾斜角度を計測する警戒モードに動作モードを切り替え、且つ警戒モードでの動作中に、所定の警戒時間に亘り第2の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されなければ動作モードを通常モードに切り替えるモード切替手段を有し、前記誤検知回避手段は、誤検知と判断したときに、動作モードを警戒モードに切り替えるモード切替手段の動作を無効にする前記誤検知処理を行うことを特徴とする請求項1記載の計測システム。   When the change of the tilt angle equal to or greater than the first threshold is measured during the operation in the normal mode in which the tilt angle is measured at a predetermined first sampling cycle, the inclinometer is shorter than the first sampling cycle. Switch the operation mode to the alert mode that measures the tilt angle at the sampling period, and if the change of the tilt angle over the second threshold is not measured over the predetermined alert time during the alert mode, the operation mode is normal Mode switching means for switching to a mode, and the false detection avoiding means performs the false detection processing for invalidating the operation of the mode switching means for switching the operation mode to the warning mode when it is determined that false detection has occurred. The measurement system according to claim 1. 前記傾斜計は、較正信号を受けることにより計測値をリセットする較正手段を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の計測システム。   The measurement system according to claim 1, wherein the inclinometer includes a calibration unit that resets a measurement value by receiving a calibration signal. 前記計測エリア内の複数台の前記傾斜計のうち1台の傾斜計は親機として機能し残りの傾斜計は子機として機能しており、親機は、子機との通信により子機から傾斜値を収集し、子機は、前記通常モードでの動作中に、所定のスリープ時間に亘り第3の閾値以上の前記傾斜角度の変化が計測されなければ、複数回分の計測値を記憶し一括して親機に送信することで親機との通信の頻度を低下させる節電モードに動作モードを切り替え、且つ節電モードでの動作中に、第4の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されれば、動作モードを通常モードに切り替える節電手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の計測システム。   Of the plurality of inclinometers in the measurement area, one inclinometer functions as a master unit and the remaining inclinometers function as slave units. The master unit communicates with the slave units from the slave unit. The slave unit collects the tilt values, and the slave unit stores the measured values for a plurality of times if the change in the tilt angle equal to or greater than the third threshold is not measured over a predetermined sleep time during the operation in the normal mode. The operation mode is switched to the power saving mode that reduces the frequency of communication with the parent device by transmitting to the parent device in a lump, and the change in the tilt angle that is greater than or equal to the fourth threshold is measured during the operation in the power saving mode. The measurement system according to any one of claims 1 to 3, further comprising power saving means for switching the operation mode to the normal mode. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の計測システムに用いられることを特徴とする傾斜計。
An inclinometer used in the measurement system according to any one of claims 1 to 4.
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