データロガー

データロガー(データロガーまたはデータレコーダーとも呼ばれる)は、内蔵の計器やセンサー、または外部の計器やセンサーを使用して、時間経過や位置に関するデータを記録する電子デバイスです。すべてではありませんが、デジタルプロセッサ (またはコンピュータ) をベースにしたものが増えており、デジタルデータロガー (DDL) と呼ばれています。一般的に、小型で、電池駆動で、持ち運び可能で、マイクロプロセッサ、データ保存用の内部メモリ、およびセンサーを備えています。一部のデータロガーはパーソナルコンピュータとインターフェイスし、ソフトウェアを使用してデータロガーを起動し、収集したデータを表示および分析しますが、ローカルインターフェイスデバイス (キーパッド、LCD) を備え、スタンドアロンデバイスとして使用できるものもあります。

データ ロガーは、さまざまな測定アプリケーションに対応する汎用タイプから、1 つの環境またはアプリケーション タイプのみの測定に特化したデバイスまでさまざまです。汎用タイプはプログラム可能であるのが一般的ですが、多くのタイプは、変更可能なパラメータが限られているか、まったくない静的マシンのままです。多くのアプリケーションでは、 電子データ ロガーがチャート レコーダーに取って代わりました。

データ ロガーを使用する主な利点の 1 つは、24 時間ベースでデータを自動的に収集できることです。データ ロガーは起動すると、通常は設置され、監視期間中は無人で放置され、情報を測定して記録します。これにより、気温や相対湿度など、監視対象の環境条件を包括的かつ正確に把握できます。

データ ロガーのコストは、技術の向上とコスト削減により、年々低下しています。シンプルなシングル チャネル データ ロガーのコストはわずか 25 ドルです。より複雑なロガーになると、数百ドルまたは数千ドルかかる場合があります。

プロトコルとデータ形式の標準化はこれまでも課題となってきましたが、現在では業界では標準化が進んでおり、データ交換にはXML、JSON、YAML がますます採用されるようになっています。セマンティック WebとIoT の発展により、この現在の傾向は加速すると思われます。

スマート プロトコルSDI-12など、いくつかのプロトコルが標準化されています。このプロトコルを使用すると、一部の計測機器をさまざまなデータ ロガーに接続できます。この標準の使用は、環境業界以外ではあまり受け入れられていません。SDI-12 はマルチドロップ計測器もサポートしています。一部のデータ ロギング会社は現在、MODBUS標準もサポートしています。これは産業用制御分野で伝統的に使用されており、多くの産業用計測器がこの通信標準をサポートしています。現在広く使用され始めている別のマルチドロップ プロトコルは、CAN バス(ISO 11898) に基づいています。一部のデータ ロガーは、さまざまな非標準プロトコルに適応するために柔軟なスクリプト環境を使用しています。

データ ロギングとデータ取得という用語は、しばしば同じ意味で使用されます。ただし、歴史的な文脈では、これらはまったく異なります。データ ロガーはデータ取得システムですが、データ取得システムは必ずしもデータ ロガーであるとは限りません。

• データ ロガーのサンプル レートは通常、低速です。最大サンプル レート 1 Hzは、データ ロガーとしては非常に高速ですが、一般的なデータ収集システムとしては非常に低速であると考えられます。
• データ ロガーは、暗黙的にスタンドアロン デバイスです。一方、一般的なデータ取得システムは、データを取得するためにコンピューターに接続したままにする必要があります。データ ロガーのこのスタンドアロンの側面は、取得したデータを保存するために使用されるオンボード メモリを意味します。このメモリは、数日、または数か月に及ぶ無人記録に対応できるように非常に大きい場合があります。このメモリは、バッテリ バックアップのスタティック ランダム アクセス メモリ、フラッシュ メモリ、またはEEPROM である場合があります。以前のデータ ロガーでは、磁気テープ、パンチ ペーパー テープ、または「ストリップチャート レコーダー」などの直接表示可能な記録が使用されていました。
• データロガーの記録時間は長いため、通常、データロガーにはタイムスタンプで日付と時刻を記録するメカニズムが備わっており、記録された各データ値が取得日時と関連付けられ、一連のイベントが生成されます。そのため、データロガーには通常、内蔵のリアルタイムクロックが採用されており、その公表されたドリフトは、データロガーを選択する際の重要な考慮事項となる場合があります。
• データ ロガーには、単純な単一チャネル入力から複雑なマルチチャネル機器まであります。通常、デバイスが単純なほど、プログラミングの柔軟性は低くなります。より高度な機器の中には、事前に設定された条件に基づいて、チャネル間の計算やアラームを実行できるものもあります。最新のデータ ロガーは Web ページをサポートし、多数のユーザーがシステムをリモートで監視できます。
• 多くのデータ ロガー アプリケーションは無人でリモートで実行されるため、一部のアプリケーションではバッテリーなどのDC電源で動作する必要があります。これらの電源を補うために、太陽光発電が使用されることもあります。これらの制約により、一般に、販売されるデバイスはコンピューターに比べて電力効率が非常に高いことが求められます。多くの場合、コンピューターが確実に機能しないような過酷な環境条件で動作する必要があります。
• この無人という性質により、データ ロガーは極めて信頼性が高くなければなりません。データ ロガーは、ほとんどまたはまったく人の監視なしで長時間連続して動作し、過酷な場所や遠隔地に設置される可能性があるため、電源が供給されている限り、いかなる理由でもデータの記録が失敗しないことが不可欠です。メーカーは、これらのアプリケーションでデバイスが信頼できるものであることを保証するために多大な努力を払っています。そのため、データ ロガーは、プログラムのクラッシュや一部のオペレーティング システムの不安定性など、同じアプリケーションで汎用コンピューターに影響を与える可能性のある問題の影響をほぼ完全に受けません。

データ ロギングのアプリケーションには次のものがあります。

• 無人気象観測所の記録（風速/風向、温度、相対湿度、日射量など）。
• 無人水路測量記録（水位、水深、水流、水の pH、水の導電率など）。
• 無人土壌水分レベル記録。
• 無人ガス圧力記録。
• さまざまな環境条件を記録するための沖合ブイ。
• 道路交通量のカウント。
• 輸送中の生鮮食品の温度（湿度等）を測定する：コールドチェーン[ ^1]
• 光の強度の変化を測定します。
• 保管中の医薬品、医薬品、ワクチンの温度測定
• 輸送中の生鮮食品の温度と湿度を測定し、コールドチェーンの維持を確保する
• メンテナンスおよびトラブルシューティング アプリケーションのプロセス監視。
• 保証条件を確認するためのプロセス監視
• ポップアップアーカイブタグによる野生生物研究
• 流通包装の振動と取り扱い衝撃（落下高さ）環境を測定する。^[2]
• タンクレベルの監視。
• 自動変形監視システムによって制御される測地センサーまたは地質工学センサーを使用したあらゆる物体の変形監視。
• 環境モニタリング。
• 車両テスト（衝突テストを含む）
• モーターレース
• 鉄道信号におけるリレー状態の監視。
• 「測定」、「科学的調査」、そして「変化」の理解を可能にする科学教育のために
• 獣医のバイタルサインモニタリングにおいて、定期的に傾向データを記録します。
• エネルギー消費管理のための負荷プロファイル記録。
• 暖房と空調の効率を調査するための温度、湿度、電力使用量。
• 地下水調査のための水位監視。
• デバッグと検証のためのデジタル電子バススニファー

• ブラックボックス（刺激/応答）ロガー:
  • フライトデータ レコーダー(FDR) は、特定の航空機の性能データを収集するために使用される記録装置です。この用語は、正確性は劣​​りますが、航空機に搭載されている別のタイプのデータ記録装置であるコックピット ボイス レコーダー(CVR)を説明するために使用されることもあります。
  • イベント データ レコーダー( EDR) は、一部の自動車に製造元によって取り付けられたデバイスで、衝突の直前と直後の期間にさまざまなデータを収集して保存します。
  • 航海データレコーダー( VDR) は、船舶に搭載されたさまざまなセンサーからデータを収集するように設計されたデータ記録システムです。
  • 列車イベントレコーダーは、列車制御装置の操作と、それらの制御装置や他の列車制御システムに対する応答のパフォーマンスに関するデータを記録する装置です。
  • 事故データレコーダー( ADR) は、ほとんどの種類の陸上車両で事故や事件をトリガーし、関連データを記録するデバイスです。自動車では、すべての診断トラブルコード(DTC) がエンジン制御ユニット(ECU)に記録されるため、車両のサービス時に、サービスエンジニアは、車載診断ポートに接続された Tech-2 または同様のツールを使用してすべての DTC を読み取り、車両で発生した問題を把握します。場合によっては、小型のOBD データロガーが同じポートに接続され、車両データを継続的に記録します。
  • 組み込みシステムやデジタル エレクトロニクスの設計では、専用の高速デジタル データ ロガーが、オシロスコープやロジック アナライザなどの従来の計測器の限界を克服するのに役立ちます。データ ロガーの主な利点は、非常に長いトレースを記録できることです。これは、時々発生する機能上のバグを修正するときに非常に役立ちます。
  • レース業界では、データロガーは、ブレーキポイント、ラップ/セクタータイミング、トラックマップ、および車載の車両センサーなどのデータを記録するために使用されます。
• 健康データロガー:
  • 食品の栽培、調理、保管、輸送。データロガーは一般的にデータの保存に使用され、サイズが小さいです。
  • ホルター心電図モニターは、心血管系のさまざまな電気的活動を少なくとも 24 時間継続的に監視するためのポータブル デバイスです。
  • 電子健康記録ロガー。
• その他の一般的なデータ収集ロガー:
  • （科学的な）実験テストデータ取得ツール。
  • 超広帯域データ レコーダー、最大 2 ギガ サンプル/秒の高速データ記録。

データロガーは、これまで以上に急速に変化しています。スタンドアロンのデータロガーのオリジナルモデルは、データを収集するだけでなく、イベントのアラーム、データの自動レポート、リモートコントロールのためにワイヤレス通信にアクセスできるデバイスに変わりました。データロガーは、現在の測定値をWebページで提供し、アラームを電子メールで送信し、毎日の結果をデータベースにFTPで送信したり、ユーザーに直接送信したりし始めています。ごく最近では、商用ソフトウェアを備えた独自の製品から、オープンソースのソフトウェアとハ​​ードウェアデバイスに移行する傾向があります。Raspberry Piシングルボードコンピューターは、リアルタイムLinuxまたはプリエンプティブカーネルLinuxオペレーティングシステムをホストする人気のプラットフォームであり、多くの機能を備えています 。

• I2C、SPI、UARTなどのデジタルインターフェースは、デジタルセンサーとコンピューターの直接接続を可能にします。
• インターネット経由でリアルタイムに測定値を表示したり、データを処理し、チャートや図をプロットしたりするための無制限の数の構成があります...

• ブラックボックス
• バスアナライザー
• コンピュータデータロギング: API、サーバーログと syslog、Web ロギングと Web カウンターのロギング
• 連続排出モニタリングシステム
• ランタイムインテリジェンス
• イベントシーケンスレコーダー
• センサーML
• 衝撃および振動データロガー
• 温度データロガー