ZigBeeを用いた地すべり監視ユビキタスセンシングネットワークの構築

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23651176
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 川村 洋平 筑波大学, システム情報系, 講師 (40361323)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 敬一 日本工営株式会社中央研究所, 総合技術開発部・岩盤解析グループ, 研究員 (00463563)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2013-03-31
• Keywords: 地すべり / ZigBee

Research Abstract

本研究では、無線通信の標準規格のひとつであるZigBeeを活用した斜面監視システムを提案している。ZigBeeを採用した理由は以下の2つの観点からである。
1)一つのネットワークに接続できる端末が多いことから対象斜面全体に柔軟にネットワーク構築ができる。
2)マルチホップ機能により、端末同士が相互にデータを転送し合うことにより、斜面の麓までデータ伝送することができる。
麓まで伝送されたデータは、公衆回線を利用して任意の計測室まで転送することができる。広域な地すべり斜面にZigBee設置する場合、接続形態としてデータ伝送を端末同士連携しながら行うことができるメッシュ型を用いる必要がある。メッシュ型を用いる場合、ZigBeeをZigBeeルータとして設定するがZigBeeルータは定期的に通信できることを確認するため端末は常に起動しており、待機電力が大きくなる。この電源消費量の問題に対する対策方法として本研究では、ZigBeeルータでありながらスリープが可能なGeoSenseを開発し斜面監視システムとして動作させた。また、315MHz特定小電力無線帯および413MHzアマチュア無線帯を起動信号として利用するトリガシステムを開発した。各ZigBeeにトランスミッタと、レシーバ組み込み、スイッチが入ったZigBeeは、周辺のZigBeeを起動させるために起動信号の電波を送る。周辺のZigBeeは、レシーバで起動信号を受信してZigBeeを起動させネットワークを自律的に構築できるようにした。
最終年は実際に地すべりが発生している地すべり警戒地域に本システムを設置し実規模計測を行った。計測期間に地すべりが発生しなかったことから、地すべりをトリガとした計測は実現できなかったが、人為的にトリガを超えさせることにより、すべてのZigBeeメードが起動し.ネットワークを構築できることを確認した。