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2016 年度 実施状況報告書

環境(振動)発電による自立型センサを活用した地域防災・見守り支援に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K01240
研究機関一般財団法人電力中央研究所

研究代表者

朱牟田 善治  一般財団法人電力中央研究所, 地球工学研究所, 上席研究員 (90371434)

研究分担者 上野 敏幸  金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (30338256)
福冨 広幸  一般財団法人電力中央研究所, 材料科学研究所, 上席研究員 (60371324)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード振動発電 / エナジーハーベスティング / 電源回路 / 見守り支援 / 加速度センサ / 動き判定センサ / 双方向通信 / 異常判定
研究実績の概要

1.磁歪式発電デバイスの開発:磁歪式発電デバイスを改良し、発電スイッチのフレームを壁に付くよう修正した。その結果、ドアの開く動作により磁石が脱着、自由振動で発電できる機構を開発した。この機構をもとに、電池不要で無線を送るユニット(整流回路と無線モジュール)を起電力センサーとして試作し、その動作を検証した。また、発電デバイスとして磁歪式センサより汎用的な太陽光発電などのエナジーハーベスティングデバイスから電力を抽出する電源回路を試作し、動き判定センサと連携させる機構を開発した。これにより、より省電力な磁歪式発電デバイスから加速度センサ等を動作させるための、課題等を明らかにした。
2.動き判定センサの開発:複数の発電デバイスユニットの信号をPCで受け、これをLAN内のタブレットに表示させるシステムを試作し、その有用性を示した。また、加速度センサのエイリアシング波形を用いて加速度スペクトルの差分情報を取得する仕組みを提案し、検証実験を行った。
3.学習型異常判定システムの開発:動き判定センサから取得したセンサ情報をゲートウエイを介して、インタネット上に設置した仮想サーバ上にデータを蓄積し、ローカルなPC上でデータを取得できるシステムを試作した。また、ローカルなPCから仮想サーバを介して、無線で接続したセンサの計測パラメタ―を遠隔から変更できる双方向通信システムを試作した。これにより、異常判定結果にもとづき、加速度等のサンプリング周波数をリモートから変更することが可能となった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2年目は、動き判定センサーの開発に注力し、発電デバイスを用いた起電力センサと加速度センサを試作し、その動作検証を行えた。

今後の研究の推進方策

動き判定センサと磁歪型センサを組み合わせて、センサとローカルPCの間をインターネットや無線通信でつなぐ、双方通信可能な見守り支援システムを構築する。

次年度使用額が生じた理由

H28年度は、当初想定したよりも開発センサ起動のために、電力が必要であることが判明した。このため、H29年度に開発予定の新たなデバイスの開発費用が足らなくなる可能性が高かったため、H28年度の配分額(電中研配分額が40万程度)をできるだけ節約した。

次年度使用額の使用計画

磁歪発電デバイスを用いた電源回路の作成にH28年度に節約した予算を充当する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 磁歪材料を用いた積層梁式振動発電スイッチの特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      岡井一晃, 上野敏幸
    • 学会等名
      平成29年電気学会全国大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-15
  • [学会発表] 無線加速度センサを用いた見守り支援システムの基礎検討2016

    • 著者名/発表者名
      朱牟田善治、松野隆、齋藤潔、吉澤賢一、小串和紀、田代浩恒
    • 学会等名
      平成28年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-01
  • [学会発表] 磁歪式振動発電スイッチの高出力化と無線システムの試作2016

    • 著者名/発表者名
      岡井一晃,上野敏幸
    • 学会等名
      第28回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2016-05-19 – 2016-05-19

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公開日: 2018-01-16  

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