本プロジェクトでは、V-GENERATORのインフラセンシング適用に関する検討を重ね、発電特性とインフラセンシングにおける適用ニーズのマッチングを行なってきた（V-GENERATORインフラセンシング適用委員会）。検討したセンシングモデルとして、試作した蓄電デバイスと無線モジュールによる電池レスの無線センシングの社会実装プロジェクトを近畿自動車道にて行った。

このプロジェクトでは、実橋における発電量の計測と無線センシングデバイスによるセンシングを行なった。

 

In this project, we have conducted extensive research on the application of V-GENERATOR in infrastructure sensing, matching the power generation characteristics with the needs of infrastructure sensing (V-GENERATOR Infrastructure Sensing Application Committee). As a sensing model under consideration, we carried out a social implementation project of battery-less wireless sensing using prototype energy storage devices and wireless modules on the Kinki Expressway.

In this project, we measured the power generation amount on actual bridges and conducted sensing using wireless sensing devices.

 

 

試作した無線センシングデバイス、発電量計測システムを設置し、加速度センサの駆動と無線通信によるデータ送信の検証を行なった。同時に交通量と発電量の関係も把握した。
We installed prototype wireless sensing devices and power generation measurement systems to verify the operation of the accelerometer sensor and data transmission through wireless communication.At the same time, we also examined the relationship between traffic volume and power generation.

 

 

 

 

発電量計測システム

Power Generation Measurement System

 

V-GENERATORから発生する交流電圧を、2倍電圧整流回路にて直流電圧に変換し、コンデンサに蓄電、蓄電された電圧が2.94Vに達した回数をカウント、ソーラー電源で駆動するLTE通信モジュールでカウント数を10分間隔でクラウドへ送信し、発電量の計測を行なった。

 
The alternating current voltage generated by V-GENERATOR is converted into direct current voltage through a 2x voltage rectifier circuit, stored in a capacitor, and the number of times the stored voltage reaches 2.94V is counted. The count is then transmitted to the cloud at 10-minute intervals using an LTE communication module powered by solar energy. This enables the measurement of power generation.

 

 

 

無線センシングデバイス

Wireless Sensing Device

 

V-GENERATORから発生する交流電圧を、6倍電圧整流回路にて直流電圧に変換し、コンデンサに蓄電する。

蓄電システムには加速度センサを内蔵している。

蓄電された電力を使用し、①蓄電したカウント数、②加速度センサの計測、データ無線通信で受信機へ送信。

受信機の接続されたパソコン上に、積算カウント数、加速度データと時刻を記録。

 

The alternating current voltage generated by V-GENERATOR is converted into direct current voltage through a 6x voltage rectifier circuit and stored in a capacitor. The storage system is equipped with an accelerometer sensor. Using the stored power, the device performs the following tasks: ① Transmission of the stored count, ② Measurement of the accelerometer sensor, and ③ Wireless communication of data to the receiver. The receiver, connected to a computer, records the accumulated count, accelerometer data, and timestamps.

 

 

1時間当たりの平均発電量

Average Power Generation per Hour

 

大型車両の多い昼間時間帯の発電量は多い。時間帯によって発電量は異なるものの、省電力型のセンサーを駆動するために必要な十分な発電量が得られた。

 
The power generation during daytime hours, when large vehicles are more frequent, is higher. While the power generation varies depending on the time period, a sufficient amount of power is obtained to drive energy-efficient sensors.

 

 

無線センシングデバイスの発電量と加速度計測

Power Generation and Acceleration Measurement of Wireless Sensing Devices

 

コンデンサーの蓄電電圧が一定値に達するとセンシングと無線送信が行われる。

昼夜でセンシング回数が異なるものの、インフラセンシングに十分に活用できる結果が得られた

 

When the stored voltage in the capacitor reaches a certain value, sensing and wireless transmission are performed. Although the number of sensing events varies between day and night, the results demonstrate sufficient utilization for infrastructure sensing.

 

 

V-GENERATOR 社会実装プロジェクトの展開
Expansion of V-GENERATOR Social Implementation Project

 

・変動する交通量に対してセンサ駆動と無線送信に必要かつ十分な発電量が得られた。

・必要に応じて回路系を工夫することで、異なるインフラセンシングデバイスへの展開が期待される。

 

・A necessary and sufficient power generation for sensor operation and wireless transmission is achieved in response to fluctuating traffic volume.
・By devising circuit systems as needed, the deployment of different infrastructure sensing devices is anticipated.