2004/3/25 1

センサネットワークWG

橋向 博昭

株式会社 山武

アドバンスオートメーションカンパニー

CP事業本部 マーケティング1部

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安全 省エネ環境負荷低減

基礎研究から製品開発までを支える先端技術

最適運用計測制御

センサＲ＆Ｄの基幹設備先端研究開発のプラットフォーム

センサ・パッケージング センサおよび応用製品

設備運用

マイクロマシン技術マイクロマシン技術 チップから製品まで

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電極 電極

ダイアフラム

サファイア基板

電極

圧力

単結晶サファイア（単結晶サファイア（高耐食、高耐熱材料）高耐食、高耐熱材料）オイルフリー構造オイルフリー構造

特徴：耐腐食性 、高温使用 、小型 、低コスト

半導体、食品、医薬品市場向け圧力計、流量計、液面計など

単結晶人工サファイアを用いた静電容量式圧力センサ

・従来の圧力センサでは困難な高温・真空環境で使用できる容量式圧力センサ（1998年）

世界唯一の加工技術

マイクロマシン技術マイクロマシン技術 サファイア圧力センサ

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サファイア容量式圧力センサ技術

半導体 プロセス制御

食品

バイオメディカル

サファイア容量式圧力センサの可能性

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FLOW

A-A' 断面

キャビティー

絶縁膜層ダイアフラム

Ru Rh RdRr

シリコンチップ

ダイアフラム

周囲温度センサ（Rr）

ヒータ（Rh）

上流側温度センサ（Ru）

下流側温度センサ（Rd）

A'A

0.5 mm

1.7 mm

流れのない状態

等温線

流れを受けた状態

Flow等温線

Ru Rh RdRu Rh Rd

動作原理

流れのない状態では、ヒータを中心とした温度分布は左右対象だが流れを受けると上流側温度は下降、下流側は上昇し温度差が発生。この温度差は温度センサ（白金抵抗）の抵抗値の差となり質量流速が測定できる。

マイクロフローセンサ

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●流量計/流量制御

医療用ガスメータCMFシリーズ300～900千円

●取引流量計

マスフローコントローラCMQシリーズ110～340千円

マスフローメータCMSシリーズ50～250千円

ガスモニタCMGシリーズ48～285千円

大流量マスフローメータCMLシリーズ750～1480千円

都市ガス中圧ガスメータCMPシリーズ800～1500千円

マイクロフロー汎用製品ラインアップ

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地震センサ

大きさ ：Φ108×108ｍｍ

重さ ：約1.6Ｋｇ

大きさ・重さ

→従来の 1/3、しかも防爆

マイクロマシニング技

術による小型加速度ピッ

クアップの採用

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地震センサの製品概要

◆基本形番 ： SES55

◆価格 ：￥500,000円

◆主な仕様

①加速度測定レンジ ：±２０００Ｇａｌ

②測定軸数 ：3軸（Ｘ・Ｙ・Ｚ）

③測定加速度周波数 ：DC～50Ｈｚ（Ｘ・Ｙ軸）

：DC～30Ｈｚ（Ｚ軸）

④出力

DO出力 感震出力／液状化出力／重故障出力

軽故障出力

AO出力 ＳＩ値出力／合成加速度出力／計測震度相当値

⑤波形記録 ：120秒×10波形

⑥一般仕様

>>>電源定格 ：１２Ｖまたは２４Ｖ

>>>消費電力 ：４Ｗ以下

>>>防爆規格 ：耐圧防爆構造 ＥｘⅡＢＴ４Ｘ

>>>耐環境性 ：ＩＰ67

>>>使用温度 ：－10～60℃

（ただし、凍結しないこと）

>>>質量 ：約1.6Ｋｇ

◆外形図

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東京ガス殿のアプリケーション

需要家庭ガスホルダ

ガバナステーション

工場

高圧導管 中圧導管 低圧導管

放散塔

SIセンサ(地震センサ）

遠隔遮断

マイコンメータ

自動遮断

地区ガバナ

自動遮断

中央監視センタ

地区ガバナ(3,600ヶ所 1基/0.9m 2)

制御ユニット（機械式振動センサ内臓）

遮断弁

遮断信号（地震センサ信号と機械式センサ信号のＡＮＤ信号）

SIセンサ

センサ信号 各需要家庭へ(約1000戸）

低圧導管中圧導管

SIセンサ（地震センサ）

DCX（テレメータ）

SI値が30Kineで遮断SI値が30Kineで遮断

DCX200を介してセンターへ通報

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世界一高密度な地震防災システム

(他社供給地域)

千葉

船橋

大 欺

浦和

所沢

東京

川崎

横浜

相模原

横申賀

鎌倉

小田原

父

鹿野山

丹沢山

331ヶ所 3600ヶ所以上（１ｋｍ2に1台設置）

現状 今後

点から面へ

センサをネットワークで結ぶことで、新たな価値が生まれる。

点から面へ

センサをネットワークで結ぶことで、新たな価値が生まれる。

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体調状態をモニターして自動的に報知するシステム

リストケアとは

• 小型で軽いブレスレットタイプ• 緊急時にはリストケアの中央部ボタンを押すだけで通報。• 自力で通報できない事態が起きたら自動的に通報します。• 利用者の体調を２４時間モニターします。

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日常生活リズム(体動)曲線により体調を把握することが可能です。–睡眠状況の把握 －履歴データによる比較検討–活発度の把握 －徘徊検出

MAX

HIGH

LOW

MIN

AC

TIV

ITY

AC

TIV

ITY

16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16TIME OF DAY

MAX

HIGH

LOW

MIN

健常者のアクテイビテイ・カーブ

８１才の痴呆症患者アクテイビテイ･カーブ

生活リズムのモニタリング

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- 心拍数- 呼吸数- いびき →体調モニタ- 寝返り- 在/不在・ SAS（睡眠時無呼吸症候群）判定

マットレス

心拍フィルタ

呼吸フィルタ

いびきフィルタ

Personal

Computer

エアマット

生信号

フィルタ

心拍信号

呼吸信号

エアマットセンサ

ねらい：睡眠時の生体情報を測ることにより、異常の検知、健康管理を行う。

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工業系フィールドネットワークの動向

フィールドネットワークの標準化各種フィールドバス標準化戦争は勝者なく終了

Foundation Field Bus ・ Profibus ・ DeviceNet ・ ControlNet

InterBus ・ LonWorks ・ ccLink 等など

それぞれの得意のアプリケーションで生き残り

生産現場にもイーサネット・IPが進出

MSTC日本オープン協議会(JOP) の FL-NET

工作機械業界のFAイントラ推進協会

上位ネットワークはIP（インターネットプロトコル）が最下層近くまで浸透IP上の各種の標準プロトコルを採用（Webインターフェース）

LonWorks

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FOUNDATIONTMフィールドバス システム構成

High Speed Ethernet Network

ホスト

Gateway Device

・Remote I/Oやその他のネットワークとの接続

Gateway Device

・Remote I/Oやその他のネットワークとの接続

GD

...

LD LD

H1Segment

高速イーサネット• 100 Mbps• Hub based• 冗長化• 100 m （リピータなし）

高速イーサネット• 100 Mbps• Hub based• 冗長化• 100 m （リピータなし）

H1低速フィールドバス

• 31.25 kbps• 2 - 32 デバイス• 二線式信号重畳給電方式

• 本質安全防爆対応• 1900 m （最大長）

H1低速フィールドバス

• 31.25 kbps• 2 - 32 デバイス• 二線式信号重畳給電方式

• 本質安全防爆対応• 1900 m （最大長）

Linking Device• FFプロトコルとEthernet変換

• Data Buffer,Data Server

• 冗長化管理

Linking Device• FFプロトコルとEthernet変換

• Data Buffer,Data Server

• 冗長化管理

H1 Segment

仕様開発中仕様開発中

第１版第１版 仕様完成済み仕様完成済み

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これからの工業系ネットワークアーキテクチャ

最下位層のフィールドネットワークは、それぞれのアプリケーションに応じた最適なものが使用される。

上位ネットワークは、IPが最下層近くまで浸透。

汎用的なWebアプリケーションプロトコルの採用。Http(s),SMTP,FTP等Webサービスでの相互接続

IPv6は、汎用的用途では、最下層部分にも普及か。

下位層はバラエティ豊富な選択が可能となるIEEE802.11b,11a,11x（無線LAN）

Bluetooth（無線）

Wireless USB (UWB)

各種の工業系フィールドバス

業務用イントラネット

フィールドバス

制御用LANIPv4/IPv6

インターネット

Fire WallRouter

制御用イントラネット

Fire Wall

制御用LANIPv4/IPv6

Router

Router

WebクライアントWebアプリケーションサーバ

製造業Webサービス

製造業Webサービス

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建物市場におけるBluetoothのセンサネットワーク事例

Ethernet

有線（ ） SC-bus

無線（ ） Bluetooth

電力計測ﾓｼﾞｭｰﾙ

ﾓｼﾞｭｰﾙAI 室内型ｾﾝｻ温湿度

ﾓｼﾞｭｰﾙAI （ ） C-DGP

ﾓｼﾞｭｰﾙPT （ ） C-DGP

ﾓｼﾞｭｰﾙTOT （ ） C-DGP

電力計測ﾓｼﾞｭｰﾙ

クライアントPC＆エネルギー 環境モニタリングシステム

．図 1　システム構成図

ﾜｲﾔﾚｽﾃﾞｰﾀｽﾎﾟｯﾄ ﾃﾞｰﾀｽﾎﾟｯﾄ

表.2 無線通信方式比較

表.1　機器構成

無線 有線

○ ○

○ ○

○

AI （ 1-5V 入 力 ,4-20V入力）

○ ○

Pt（100Ω入力） ○

TOT（パルス入力）

○

IOﾓｼﾞｭｰﾙ

データスポット

電力計測モジュール

室内形温湿度センサ

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設備・装置向け設備・装置向けWebWebベース遠隔データ収集監視の概要ベース遠隔データ収集監視の概要

携帯DoPa網

インターネット

NTTドコモのインターネット接続サービス

i-mode携帯電話

設備・装置メーカ殿フィールドサービスエンジニア

インターネットブラウザ設備・装置メーカ殿メンテナンスセンタ

データ収集サーバ

アプリケーションサーバ

データベースサーバ

インターネットを利用し、いつでも・どこからでもデータ閲覧・監視が可能

大きな柔軟性と拡張性

携帯電話やインターネットのインフラの変化に柔軟に対応。

複数の設備メーカ殿と、データ収集インフラを共用することで、初期投資・運用コストを削減

設備・装置メーカ殿毎にカスタマイズした機能を提供

インターネットを利用し、いつでも・どこからでもデータ閲覧・監視が可能

大きな柔軟性と拡張性

携帯電話やインターネットのインフラの変化に柔軟に対応。

複数の設備メーカ殿と、データ収集インフラを共用することで、初期投資・運用コストを削減

設備・装置メーカ殿毎にカスタマイズした機能を提供

ADSL等インターネット常時接続

i-monyデータ収集監視センタ