背景と目的
背景：
豪雨，地震などによる斜面災害に対する維持管理や減
災技術の適用による効果や機能をモニタリングにより評
価することが重要である．
必要性：
モニタリングの
広域化
と，
低コスト化
が可能な技術開発
が望まれる．
目的：
斜面における地下水位や傾斜などの地盤環境モニタリ
ングで実用可能な
無線センサネットワーク
を開発する．
無線センサネットワークとは
従来の無線通信
無線センサ
ネットワーク
N.G.通信可能域
子機
親機
親機
子機
通信可能域
あり
なし
センサ
親機：恒常電源
子機：
バッテリで稼動
スリープ機能で省電力
化
親機：恒常電源
子機：恒常電源
電源
無線テレメータ，
無線LANなど
例
子機あり，通信範囲が
広い
なし
データの
転送
無線センサネットワーク
従来の無線通信
無線センサネットワークの主な機能
無線センサネットワークの想定された利点
１．電源や通信ケーブルの敷設や付随する
道路建設の
コストの低減
２．モニタリング設備の
設置工期の短縮
３．モニタリングの
広域化．
計測精度 高 低 計 測 範 囲 世界 国 地域 地点 GEO-NET (GPS) AMEDAS 計 測 密 度 低 高 K-NET Hi-NET 合成開口 レーダー 無線センサー ネットワーク の適用 従来の モニタリング リモセン無線センサネットワークによる広域化
課題１
課 題：
自然の野外環境での無線の伝播特性が不明
実 施：
野外環境で電波の通信特性を試験調査
POINT1：
反射
コンクリート面
アスファルト面
市街地
減衰
植生
地形の起伏
自然の野外環境
通信試験の実施箇所と試験設備
赤城試験センターで通信試験の実施
送受信機の仕様
周波数帯:2.45GHz 送信電力：10mWz以下 電源：DC12Vアンテナ仕様
ダイポールアンテナ ケーブル1m用いた通信試験用の機器
見通しでの通信試験
草地での試験状況 アンテナ間距離と通信成功率の関係 アンテナ間距離と電界強度の関係得られた知見：
①アンテナの高さを1m上げた場合，通信成功率をほぼ100%にするには，
約-80dBm以上の電界強度
が得られるアンテナ配置が必要である．
②電界強度が約-80dBm以上確保できる
最大通信距離は約300m
である．
植生による通信障害試験
アンテナ間距離と通信成功率の関係 アンテナ間距離と電界強度の関係 植生を通した無線通信試験の概要 通信試験の対象にした植生得られた知見：
①植生は電界強度を減衰させ，通信障害となる．
②電界強度が約-80dBm以上確保できる距離は
数10mと短く，植生を避けたアンテナ配置が
必要である．
98.24° 撮影方向 10m 植生 親機 子機 (移動)通信の中継試験
N 通信成功率:1.3% 電界強度(送信):-95.5dBm (受信):-93.0dBm 通信成功確率:100% 電界強度(送信):-81.9dBm (受信):-81.2dBm 通信成功確率:100% 電界強度(送信):-85.9dBm (受信):-85.4dBm中継試験の概要
中継試験の結果
得られた知見：
①子機のデータを中継する機能を確認
課題２
課題 ：
斜面などのモニタリングに使える無線
センサネットワークが無い
（各分野で応用研究が始まったところ）
実施１：
メーカーとの共同研究で
試作機を製作
実施２：
地下水位のモニタリングに適用する
ことで無線通信機能の
実用性を検証
試作した無線センサネットワ
ー
クの特徴
CPU I/O RF Circuit Memory -Firmware -Data Antenna Clock Battery Sensor Battery CONVERTER A/D I/O SENSOR CPU RF Circuit Memory - Firmware - Data Antenna Clock 10Base-T I/O Adapter 子機のブロック図 親機のブロック図特定小電力無線（2.45GHz）の利用
○通信距離：数10m(微弱電波) → 数100m
○免許不要，選択可能な機器が多い
○本体からアンテナを2m上げることができる
子機の特徴
既存のセンサ
が利用可能
電圧出力：0～5V
消費電流：10mA程度
起動から1秒以内に出力値が安定
従来の計測精度・信頼性を確保
計測インターバル：１日数回，変更可能
バッテリで稼動
○スリープ機能による省電力化(目標：1年間)
計測データ
○不揮発メモリに保存
○データ欠測に対し安全
○親機からのリクエストに対し，データを転送
⑨ ⑩ ⑦ 計測孔 有線 無線 舗装路 100m Hut ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑧ ⑫ N ⑬ 88 74 60 26 33 55 50 30 43
