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公開番号2025128702
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025515
出願日2024-02-22
発明の名称制御システム
出願人国立大学法人東京科学大学,株式会社トレスバイオ研究所
代理人個人,個人,個人
主分類H04Q 9/00 20060101AFI20250827BHJP(電気通信技術)
要約【課題】制御対象の機器が配備された現場において、外部と結ばれたグリッドや有線の通信回線に頼ることなく、現場管理者の人件費等の余計なコストをかけずに機器を遠隔制御することができる制御システムを提供する。
【解決手段】ローカルエリア(LA)において、センサ、センシングデータを処理するローカルエリアコンピュータ(LAC)、LAC制御の機器、処理データを発信する第1無線通信装置(1-WCD)、センサ等に電気を供給する蓄電池と、該蓄電池に電気を貯める太陽光発電装置が配備されており、LAとは異なる管理エリア(MA)において、発信された処理データを受信する第2無線通信装置(2-WCD)、該2-WCDからの処理データを処理する管理エリアコンピュータ(MAC)が配備されており、機器は、2-WCD、1-WCD、LACを介して、MACからの指令で無人のLA内での遠隔制御が可能なものである制御システム。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ローカルエリア内に配備された機器の制御システムであって、
前記ローカルエリアにおいて、
センサと、
該センサにより取得されたデータを処理するローカルエリアコンピュータと、
該ローカルエリアコンピュータにより制御可能な前記機器と、
前記ローカルエリアコンピュータからの処理データを発信可能な第１無線通信装置と、
前記センサ、前記ローカルエリアコンピュータ、前記機器、および前記第１無線通信装置に電気を供給する蓄電池と、
該蓄電池に電気を貯める太陽光発電装置と、が配備されており、
前記ローカルエリアとは異なる地域の管理エリアにおいて、
前記第１無線通信装置から発信された前記処理データを受信可能な第２無線通信装置と、
該第２無線通信装置からの前記処理データを処理する管理エリアコンピュータと、が配備されており、
前記機器は、前記第２無線通信装置、前記第１無線通信装置、および前記ローカルエリアコンピュータを介して、前記管理エリアコンピュータからの指令により、無人の前記ローカルエリア内での遠隔制御が可能なものであることを特徴とする制御システム。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記ローカルエリアコンピュータは、前記処理データの前記管理エリアコンピュータへの通信の調整を行うイベントトリガー機能及び予測制御機能の両者あるいは一方を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記制御システムは、さらに通信衛星を有しており、
前記第１無線通信装置と前記第２無線通信装置との間での通信は、前記通信衛星を介するものであることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項４】
前記制御システムは、さらに基地局および交換局を有しており、
前記第１無線通信装置と前記第２無線通信装置との間での通信は、前記基地局および交換局を介するものであることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項５】
前記機器は、アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項６】
前記アクチュエータは、作業用機械、ドローン、および自動販売機のうちのいずれか１つ以上であることを特徴とする請求項５に記載の制御システム。
【請求項７】
前記機器は、警報装置であることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項８】
前記センサは、カメラ、温度計、湿度計、日照計、雨量計、風量計、集音マイク、土壌センサ、およびレーザーセンサのうちのいずれか１つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項９】
前記センサ、前記ローカルエリアコンピュータ、前記第１無線通信装置、前記蓄電池、および前記太陽光発電装置は、複数の前記ローカルエリアの各エリアごとに配備されており、
前記管理エリアの前記第２無線通信装置は、前記各エリアごとの前記第１無線通信装置との間で通信可能なものであることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項１０】
前記管理エリアコンピュータは、前記ローカルエリアコンピュータからの前記処理データに基づくシミュレーション機能を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はローカルエリア内に配備された機器の制御システムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、日本国内においては少子高齢化に伴う農業の後継者不足が指摘されている。また、やはり同様の理由により、農業に限らず様々な分野や地域において人手不足が問題視されている。それらの解決策として、広大な土地（現場）に配備された機器を用いた遠隔制御システムの導入が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開公報第ＵＳ２０１５／０２３７２１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなシステムが既に導入されているケースも見られる。しかし、実際のところ、そのシステムの現場においては、機器のためのエネルギーの供給（電気の供給）が自立（自律）できておらず、電力会社の送電網（グリッド）による外部からの供給に頼っている。また、遠隔制御のための通信網に関しても、外部との通信は実質的に通信ケーブル（有線）に頼っている状況である。
このような場合、例えば地震や火災、悪天候などの自然災害などによってそのグリッドや通信ケーブルに切断や損傷が生じると、そのシステムの稼働が困難になる。
【０００５】
また、地方の農村部や、さらには僻地など人里から離れた地域においてはグリッドや有線のバックホール回線の配設が不十分である。そのため、そのような地域に上記システムを導入しようとすると、まずそれらのグリッドや有線のバックホール回線を整備しなければならない場合もある。
【０００６】
ところで通信手段として、例えば人が背負うバックパック収納型の移動無線通信機が挙げられる（特許文献１）。該通信機には、通信のための電力を供給する簡易なソーラーパネル等が備えられていることも記載されている。
しかしながら、自然災害等が生じて上述の通信ケーブルが損傷し、かつ、現場へ通じる道が遮断されたりすると、その通信機を背負った担当者（現場管理者）が上記システムの現場へ行って通信しようとしても、そもそもその現場へ辿りつくこともできず、システムを再稼働させることができない。一方で現場に担当者が常駐するとなると、そのための宿泊施設や食料品の配達にかかる費用や、人件費などが余計にかかってしまい、コスト面で問題が出てくる。また、その通信機は現場での種々の機器等への電気の供給までをも想定したものではない。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、制御対象の機器が配備された現場において、外部と結ばれたグリッドや有線の通信回線に頼ることなく、現場管理者の人件費等の余計なコストをかけずに機器を遠隔制御することができる制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、ローカルエリア内に配備された機器の制御システムであって、
前記ローカルエリアにおいて、
センサと、
該センサにより取得されたデータを処理するローカルエリアコンピュータと、
該ローカルエリアコンピュータにより制御可能な前記機器と、
前記ローカルエリアコンピュータからの処理データを発信可能な第１無線通信装置と、
前記センサ、前記ローカルエリアコンピュータ、前記機器、および前記第１無線通信装置に電気を供給する蓄電池と、
該蓄電池に電気を貯める太陽光発電装置と、が配備されており、
前記ローカルエリアとは異なる地域の管理エリアにおいて、
前記第１無線通信装置から発信された前記処理データを受信可能な第２無線通信装置と、
該第２無線通信装置からの前記処理データを処理する管理エリアコンピュータと、が配備されており、
前記機器は、前記第２無線通信装置、前記第１無線通信装置、および前記ローカルエリアコンピュータを介して、前記管理エリアコンピュータからの指令により、無人の前記ローカルエリア内での遠隔制御が可能なものであることを特徴とする制御システムを提供する。
【０００９】
このような本発明の遠隔制御可能な制御システムであれば、太陽光発電装置により発電された電気を蓄電池を介して、無人のローカルエリア（現場）内のセンサ、ローカルエリアコンピュータ、機器、第１無線通信装置に供給するものであるため、機器等の稼働に関して、外部からの電力会社のグリッドを必要としないシステムとすることができる。
また少なくとも、無人のローカルエリア（第１無線通信装置）と外部との間、さらには管理エリア（第２無線通信装置）と外部との間の通信（処理データの受発信、管理エリアコンピュータからの指令の受発信）が無線であるため、ローカルエリアと外部間（また管理エリアと外部間）の有線の通信回線（通信ケーブルなど）を必要としないシステムとすることができる。
このように電力面で自給自足が可能であり、また通信回線面でも物理的に独立して（ノーケーブルで）外部と通信可能であり、２つの面でオフグリッドの制御システムである。このため例えば現場付近で自然災害等が生じて現場が物理的に遮断されて孤立したとしても、管理エリアコンピュータからの指令により現場の機器等は稼働し続けることが可能である。
【００１０】
またローカルエリアは無人であるため（言い換えると、現場における管理者の存在無しで、機器を遠隔制御できる制御システムであるため）、やはり自然災害等が生じたとしても依然として稼働し続けることができるし、前述したような常駐する現場管理者の人件費等の余分なコストもかけずに済ますことができる。
なお、ここで言う無人とは、制御システムを通常稼働させるために（通常に機器を遠隔制御するために）、現場に管理者が常駐したり、管理者が通常時に訪れたりする必要性がないことを意味する。ローカルエリアでの現場管理者（例えば通信回線面において、前述したような移動無線通信機を背負った現場管理者）が通常時は無用であることを指す。なお、例えば機器等の故障などの突発的なトラブルが生じた場合は、当然、修理業者等が訪れて機器等の回収や修理を行うこともできる。
（【００１１】以降は省略されています）

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