(57)【要約】 【課題】  コストを抑えて、広い範囲にわたる監視対象エリアへの人の侵入を検知し、人に監視対象エリアであることを知らせるエリア検知・警報システムを提供すること。【解決手段】  監視対象エリア１１０にエリア情報発信ノード１０５を配置し、エリア情報発信ノード１０５から無線によるブロードキャストにより監視対象エリア１１０であることを知らせる監視対象エリア情報を送信し、監視対象エリア情報を受信した利用者が携帯するユーザノード１０６が報知手段として警告音やバイブレータの振動を発することで、利用者に監視対象エリア１１０に侵入したことを知らせるようにする。【選択図】  図１
2010170469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信により通信を行う端末装置である複数の無線ノードで構成されるエリア検知・警報システムであって、特定のエリアに設置される無線ノードであるエリア情報発信ノードは、前記エリアのデータであるエリア情報を有し、無線により前記エリア情報を不特定多数の他の無線ノードに対してデータを送信するエリア情報送信手段を有し、利用者に携帯される無線ノードであるユーザノードは、警報を発する報知手段を有し、かつ前記エリア情報発信ノードからのエリア情報を受信した時に、前記報知手段より警報を発することを特徴とするエリア検知・警報システム。
【請求項２】
前記ユーザノードは、エリア情報の一覧を有し、前記エリア情報発信ノードより受信した前記エリア情報と前記エリア情報の一覧とを比較し、警報を発するべきエリアと判断した場合、前記報知手段により警報を発することを特徴とする請求項１に記載のエリア検知・警報システム。
【請求項３】
前記報知手段は、前記ユーザノードが受信したエリア情報の電波強度に応じて発する警報の出力を変化させることを特徴とする請求項１ないし２のいずれか１項に記載のエリア検知・警報システム。
【請求項４】
各ユーザノードのエリア情報の一覧を管理する管理サーバと、前記管理サーバと有線もしくは無線で接続され、前記管理サーバからのエリア情報設定情報を前記ユーザノードに送信する無線部を有する無線ノードである管理ノードを有し、前記ユーザノードは、前記エリア情報設定情報に基づき、自身のエリア情報の一覧を設定もしくは更新する手段を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエリア検知・警報システム。
【請求項５】
前記エリア情報の送信出力情報を管理する前記管理サーバと、前記管理ノードを有し、前記エリア情報発信ノードは、前記管理サーバからの前記送信出力情報を前記管理ノードから受信し、前記送信出力情報に基づきエリア情報送信の出力を変更することを特徴とする請求項４に記載のエリア検知・警報システム。
【請求項６】
前記無線ノード同士の無線通信を中継する中継手段をさらに有し、前記無線ノード同士がマルチホップ通信を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のエリア検知・警報システム。
【請求項７】
前記中継手段は、無線ノードであるルータノードであることを特徴とする請求項６に記載のエリア検知・警報システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視対象エリアに侵入した人に対し警報するためのエリア検知・警報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視対象エリアに侵入した人を検知し警報する方法として、赤外線による人感知に基づく方法や、無線タグ（ＲＦＩＤ）による検知を行い侵入者に対して警報する方法が従来技術として知られている。
【０００３】
そのような方法に利用可能なエリア検知システムとして、特許文献１に開示されるものがある。特許文献１には、個人に適合化された危険警報システムを提供するための解決手段として、所定の個人別の監視対象エリアを記憶する記憶手段と、人の位置を検知する人位置検知手段と、所定の個人を識別する個人識別手段と、警報を発する発報手段と、個人識別手段で識別された所定の個人と人位置検知手段で位置を検知された人とを同定し、該同定された所定の個人が記憶手段に記憶された所定の個人に対応する監視対象エリアに侵入したとき、発報手段によって警報を発する制御手段とを備える技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示される技術によれば、ＲＦＩＤの誘導起電力により人を感知し、無線機の識別情報を送信することにより利用者を識別し、対応する利用者に対して警報を発するシステムが構築可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３４０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、工事現場や土木作業現場など広い範囲にわたって監視対象エリアへの侵入を検知することが困難であるのという課題がある。
【０００７】
また、赤外線を用いるシステムでは、人を検知する赤外線センサと無線通信部分が個別の構成であるため、コストが掛かってしまう課題がある。
【０００８】
そこで本発明は、コストを抑えて、広い範囲にわたる監視対象エリアへの人の侵入を検知し、人に監視対象エリアであることを知らせるエリア検知・警報システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のエリア検知・警報システムは、通信範囲が数１０ｍ〜数１００ｍの無線通信により接続される端末装置である複数の無線ノードで構成されるシステムであって、それぞれの無線ノードは、双方向通信を行うための無線部を有し、警報等の報知手段を持つ無線ノードであるユーザノードを利用者に携帯させ、特定の監視対象エリアに配置され、当該エリアのデータであるエリア情報を有する無線ノードであるエリア情報発信ノードを当該エリアに配置し、エリア情報発信ノードは、エリア情報送信手段により無線にて、ユーザノードを含む不特定多数の他の無線ノードに対してデータを送信するブロードキャストにより当該エリアであることを知らせるエリア情報を送信し、エリア情報を受信するユーザノードは、報知手段を有し、警告音やバイブレータの振動等の警報を発することで利用者に当該エリアに侵入したことを知らせるものである。
【００１０】
エリア情報発信ノードから送信されるエリア情報は、当該エリアのデータであって、一定の時間間隔で送信され、その時間間隔は、利用者が危険の認識等の当該エリアに関連する情報を認識するのに十分な間隔で、かつ、他の無線ノード同士の通信の時間帯域にかからない程度の間隔であることが好ましい。
【００１１】
エリア情報発信ノードを配置する監視対象エリアは、作業場等の固定されたエリアに限定されず、例えば移動する重機等であってもよい。
【００１２】
ユーザノードは、エリア情報の一覧を有し、エリア情報発信ノードから受信したエリア情報と比較することで、利用者個人別に監視対象エリアであるか否かを判断し、監視対象エリアと判断する場合に警報を発するようにすれば良い。
【００１３】
ユーザノードが受信するエリア情報信号の電波強度に対応して、報知手段からの警報の出力を変化させることが好ましい。
【００１４】
ユーザノードの有するエリア情報の一覧は、個々の無線ノードを管理する管理サーバから設定することができる。管理サーバは、管理サーバと有線または無線で接続される無線ノードである管理ノードと接続され、管理ノードと双方向通信を行い、管理ノードは、管理サーバからのエリア情報設定情報を無線通信にてユーザノードに送信し、設定情報を受信したユーザノードでエリア情報の一覧を設定もしくは更新することができる。
【００１５】
エリア情報発信ノードは、管理サーバに接続される管理ノードと双方向通信を行い、エリア情報発信ノードの送信出力は、管理サーバにより設定することができる。管理ノードは、管理サーバからのエリア情報発信ノードの送信出力情報を無線通信にてエリア情報発信ノードに送信し、送信出力情報を受信したエリア情報発信ノードで送信出力を設定もしくは更新することができる。
【００１６】
無線ノード同士の通信距離が長い場合にそれを補完する為に、各無線ノードは無線通信を中継するマルチホップ通信を行うことが好ましく、ユーザノードが無線データを中継する手段を有していても良い。
【００１７】
無線ノード同士の通信距離をさらに補完する為に、無線データを中継する手段を有する無線ノードであるルータノードを配置しても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のエリア検知・警報システムによれば、監視対象エリアの検知と無線通信を同じ無線ノードにより行うことで、従来に比較してコストを抑え、広い範囲にわたる監視対象エリアへの人の侵入を検知し、人に監視対象エリアであることを知らせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のエリア検知・警報システムの構成を表す概念図である。
【図２】本発明の管理ノードの構成を表す概念図である。
【図３】本発明のルータノードの構成を表す概念図である。
【図４】本発明のユーザノードの構成を表す概念図である。
【図５】本発明のエリア情報発信ノードの構成を表す概念図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るエリア検知・警報システムの構成を表す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
本発明によるエリア検知・警報システムの実施の形態１に関わる構成を説明する。図１は、本発明のエリア検知・警報システムの構成を表す概念図である。本システムは、無線通信により相互に接続される端末装置である複数の無線ノードと無線ノードを管理する管理サーバ１０１で構成され、監視対象エリア１１０の情報を管理する管理サーバ１０１と、管理サーバ１０１に有線または無線にて接続された無線ノードである管理ノード１０２と、予め監視対象エリア１１０に設置されている無線ノードであるエリア情報発信ノード１０５と、管理サーバ１０１からのエリア情報発信ノード１０５の設定情報を、通信距離を補完してルーティング（中継）する無線ノードであるルータノード１０３および１０４と、利用者が携帯する無線ノードであるユーザノード１０６ないし１０９からなる。
【００２２】
全ての無線ノードは、無線通信によるマルチホップネットワークを構成している。図１では、無線ノードの無線通信による相互のリンクを点線で示している。
【００２３】
ルータノード１０３および１０４は、２台に限らず、管理サーバ１０１からエリア情報発信ノード１０５までの通信を十分に確保できる台数を設置することが好ましい。また、管理ノード１０２と直接無線通信を行うことができる場合や、エリア情報発信ノード１０５の設定を管理サーバ１０１で管理する必要が無い場合には、ルータノードを設置しなくてもよい。
【００２４】
図２は、本発明の管理ノードの構成を表す概念図である。管理ノード１０２は、無線ノードの一つであって、管理サーバ１０１と有線もしくは無線でデータ通信を行うための上位通信インターフェース２０４と、管理ノード１０２を動作させる電源を供給する電源部２０３と、他の無線ノードとの無線通信を行う無線部２０２と、無線部２０２と上位通信インターフェース２０４との間で通信データの相互変換を行うための制御部２０１で構成される。
【００２５】
図３は、本発明のルータノードの構成を表す概念図である。ルータノード１０３は、無線ノードであって、ルータノード１０３を動作させる電源を供給する電源部３０３と、他の無線ノードとの無線通信を行う無線部３０２と、無線データのルーティングを制御する制御部３０１で構成される。
【００２６】
図４は、本発明のユーザノードの構成を表す概念図である。ユーザノード１０６ないし１０９は、それぞれ無線ノードであって、それぞれのユーザノードを動作させる電源を供給する電源部４０３と、他の無線ノードとの無線通信を行う無線部４０２と、警告音やバイブレータの振動等の警報を発する報知手段である警報部４０４と、監視対象エリア情報の一覧である監視対象エリア情報リストを保持するデータ記憶部４０５と、無線部４０２から受信した受信データに基づいて警報部４０４を制御する制御部４０１で構成される。また、制御部４０１は無線データのルーティングの制御を行う。
【００２７】
図５は、本発明のエリア情報発信ノードの構成を表す概念図である。エリア情報発信ノード１０５は、無線ノードであって、エリア情報発信ノード１０５を動作させる電源を供給する電源部５０３と、他の無線ノードとの無線通信を行う無線部５０２と、エリア情報発信ノード１０５が配置されている当該監視対象エリア１１０を表す監視対象エリア情報を保持するデータ記憶部５０４と、管理サーバ１０１からの情報に基づいてエリア情報発信ノード１０５の設定の変更及び定期的に当該監視対象エリア情報を送信する制御を行う制御部５０１から構成される。
【００２８】
ユーザノード１０６ないし１０９がデータ記憶部４０５に保持するそれぞれの監視対象エリア情報リストは、利用者個人毎の監視対象エリア情報の一覧である。例えば特定の利用者が特定の監視対象エリア内での作業を行う場合には、特定の監視対象エリアへ侵入する必要があり、特定の利用者の携帯するユーザノードの警報部４０４からは警報を発しないようにする必要があるために、それを非監視対象エリアとする情報として保持しておく。
【００２９】
監視対象エリア情報リストは、全ての監視対象エリアの情報として保持しておく必要は無く、例えば、前述の特定の監視対象エリアである非監視対象エリア情報の一覧のみを保持しておいて、非監視対象エリア情報の一覧に無い監視対象エリア情報を受信した場合を監視対象エリアと判定しても良い。また、監視対象エリア情報リストは、予めデータ記憶部４０５に保持されていてもよい。
【００３０】
一般的に、マルチホップ通信では、個々の無線ノードを一意に識別する為の識別情報を持つが、監視対象エリア情報が、当該エリア情報発信ノードを識別する為の前記識別情報であってもよい。
【００３１】
図１において、管理サーバ１０１よりユーザノード１０８へ監視対象エリア情報を設定する手順を以下に示す。
【００３２】
監視対象エリア設定情報は、管理サーバ１０１から管理ノード１０２へ送信され、管理ノード１０２からマルチホップ通信により、ユーザノード１０６を経てユーザノード１０８へ送信される。
【００３３】
ユーザノード１０８の無線部４０２により監視対象エリア設定情報を受信した場合に、ユーザノード１０８は、受信した監視対象エリア設定情報に基づき、データ記憶部４０５の監視対象エリア情報リストを設定あるいは更新する。
【００３４】
図１において、利用者が所持携帯するユーザノード１０９と共に監視対象エリア１１０に侵入した場合のユーザノード１０９の警報部４０４より警報を発する手順を以下に示す。
【００３５】
監視対象エリア１１０内のエリア情報発信ノード１０５は、予め決められた一定の間隔で、データ記憶部５０４に保持されている当該監視対象エリア情報を含むデータをエリア情報発信ノード１０５の無線部５０２より、不特定多数の他の無線ノードに対してデータを送信するブロードキャストで送信する。このとき、各ユーザノードとエリア情報発信ノード１０５の通信可能範囲が監視対象エリア１１０の範囲とほぼ等しい範囲なるように予め無線部５０２の送信出力を調整しておくことが好ましい。
【００３６】
利用者が携帯するユーザノード１０９と共に監視対象エリア１１０内に侵入すると、ユーザノード１０９の無線部４０２がエリア情報発信ノード１０５からブロードキャストで送信される監視対象エリア情報を含むデータを受信し、ユーザノード１０９は、監視対象エリア情報と自身のデータ記憶部４０５の監視対象エリア情報リストとを比較して監視対象エリア１１０が侵入すべきでないエリアに該当すると判断する場合、ユーザノード１０９の警報部４０４より予め定められた一定期間警報を発する。
【００３７】
その場合に、警報部４０４から発する警告音の大きさを無線部４０２での受信電波強度の強さによって変化させてもよい。すなわち、受信電波強度の強さと警報部４０４から発する警告音の大きさを比例させるようにすれば、監視対象エリア１１０への侵入の深さを利用者に認識させることも可能である。
【００３８】
警報部４０４より警報を発する期間は、エリア情報発信ノード１０５が当該監視対象エリア情報を含むデータをブロードキャストで送信する間隔より長い時間であることが好ましい。
【００３９】
ユーザノード１０７とユーザノード１０９の無線による相互リンクが途絶えたとしても、ユーザノード１０９はエリア情報発信ノード１０５からの監視対象エリア情報を含むデータを受信することが可能であるので、無線通信によるマルチホップネットワークの通信品質に関わらずユーザノード１０９を携帯する利用者は危険等を認識することができる。
【００４０】
図１において、監視対象エリア１１０の監視対象エリア範囲が変更されるような場合に、管理サーバ１０１よりエリア情報発信ノード１０５の送信出力を設定する手順を以下に示す。
【００４１】
管理サーバ１０１は、エリア情報発信ノード１０５の送信出力情報を管理ノード１０２からルータノード１０３およびルータノード１０４を介してエリア情報発信ノード１０５に送信する。エリア情報発信ノード１０５は、その送信出力情報を受信し、送信出力情報に応じて自身の無線部５０２の送信出力を設定する。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、本発明によるエリア検知・警報システムの応用した実施の形態２に関わる構成を説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係るエリア検知・警報システムの構成を表す概念図である。これは、例えば、倉庫内などの物品の保管エリア等のエリアを特定する為のエリア検知・警報システムの構成例を示す。物品の固有情報を管理する管理サーバ６０１と、管理サーバ６０１に有線または無線にて接続された無線ノードである管理ノード６０２と、予め物品に設置されている無線ノードであるエリア情報発信ノード６０５と、管理サーバ６０１からのエリア情報発信ノード６０５の設定情報をルーティングする無線ノードであるルータノード６０３および６０４と、利用者が携帯する無線ノードであるユーザノード６０６ないし６０９からなる。
【００４３】
全ての無線ノード６０２ないし６０９は無線通信によるマルチホップネットワークを構成する。図６において、各無線ノードの無線通信による相互のリンクを点線で示す。また、エリア情報発信ノード６０５の無線通信範囲６１０を二重丸で示す。
【００４４】
ルータノード６０３および６０４は、管理サーバ６０１からエリア情報発信ノード６０５までの通信を十分に確保できる台数設置することが好ましい。また、管理ノード６０２と直接無線通信を行うことができる場合やエリア情報発信ノード６０５の設定を管理サーバ６０１で管理する必要が無い場合には、ルータノードを設置しなくてもよい。
【００４５】
管理ノード６０２の構成は、実施の形態１と同様で、管理ノード６０２の構成は、図２に示すものと同様である。
【００４６】
ルータノード６０３および６０４の構成は、実施の形態１と同様で、その構成を図３に示すものと同様である。
【００４７】
ユーザノード６０６ないし６０９の構成は実施の形態１と同様で、その構成は、図４に示すものと同様である。
【００４８】
エリア情報発信ノード６０５の構成は実施の形態１と同様で、その構成は、図５に示すものと同様である。エリア情報発信ノード６０５は、無線ノードであって、エリア情報発信ノード６０５を動作させる電源を供給する電源部５０３と、他の無線ノードとの無線通信を行う無線部５０２と、エリア情報発信ノード６０５が配置されている当該物品の固有情報を保持するデータ記憶部５０４と、管理サーバ１０１からの情報に基づいてエリア情報発信ノード６０５の設定の変更及び定期的に当該物品の固有情報を送信する制御を行う制御部５０１から構成される。
【００４９】
ユーザノード６０６ないし６０９がデータ記憶部４０５に保持する物品固有情報リストは、利用者別の物品の固有情報の一覧である。例えば利用者が特定の物品を捜索する場合に、捜索対象となる物品の固有情報を予め保持しておく。
【００５０】
マルチホップ通信により個々の無線ノードを一意に識別する為の識別情報を持ち、物品の固有情報は、当該エリア情報発信ノード６０５を識別する為の前記識別情報であってもよい。
【００５１】
図６において、管理サーバ６０１よりユーザノード６０８へ物品の固有情報を設定する手順を以下に示す。
【００５２】
物品の固有情報は、管理サーバ６０１から管理ノード６０２へ送信され、マルチホップ通信にて、ユーザノード６０６を経てユーザノード６０８へ送信される。
【００５３】
ユーザノード６０８は、無線部４０２により物品の固有情報を受信した場合、データ記憶部４０５の物品固有情報リストを設定または更新する。
【００５４】
図６において、利用者の携帯するユーザノード６０９がエリア情報発信ノード６０５の無線通信範囲６１０に到達したときに警報部４０４より警報を発する手順を以下に示す。
【００５５】
無線通信範囲６１０内のエリア情報発信ノード６０５は、予め決められた一定の間隔で、データ記憶部５０４に保持されている当該物品の固有情報を含むデータを無線部５０２より、不特定多数の無線ノードに向かってデータを送信するブロードキャストで送信する。
【００５６】
利用者の携帯するユーザノード６０９が無線通信範囲６１０内に侵入するとき、ユーザノード６０９の無線部４０２は、エリア情報発信ノード６０５からブロードキャストで送信される物品の固有情報を含むデータを受信し、ユーザノード６０９は、当該物品の固有情報と自身のデータ記憶部４０５の物品固有情報リストと比較し、当該リスト内の物品に該当すると判断する場合、警報部４０４より予め定められた一定期間警報を発する。
【００５７】
警報部４０４より警告音を発する場合、警告音の大きさを無線部４０２での受信電波強度の強さによって変化させてもよい。すなわち、例えば、受信電波強度の強さと警報部４０４から発する警告音の大きさを比例させるようにすれば当該物品への距離が認識される。
【００５８】
警報部４０４より警報を発する期間は、エリア情報発信ノード６０５が当該物品の固有情報を含むデータをブロードキャストで送信する間隔より長い時間であることが好ましい。
【００５９】
図６において、無線通信範囲６１０を変更する場合等、管理サーバ６０１よりエリア情報発信ノード６０５の送信出力を設定する手順を以下に示す。
【００６０】
管理サーバ６０１は、エリア情報発信ノード６０５の送信出力情報を管理ノード６０２およびルータノード６０３およびルータノード６０４を介してエリア情報発信ノード６０５へ送信する。エリア情報発信ノード６０５は、その送信出力情報を受信し、送信出力情報に応じて自身の無線部５０２の送信出力を設定する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、工事現場や土木作業現場など広い範囲で監視対象エリアを検知に利用することができる。また、本発明は監視対象エリア以外の物品管理等各種管理エリア検知への応用も可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０１、６０１   管理サーバ
１０２、６０２   管理ノード
１０３、１０４、６０３，６０４   ルータノード
１０５、６０５   エリア情報発信ノード
１０６、１０７、１０８、１０９、６０６、６０７、６０８、６０９    ユーザノード
１１０    監視対象エリア
２０１   制御部
２０２   無線部
２０３   電源部
２０４   上位通信インターフェース
３０１   制御部
３０２   無線部
３０３   電源部
４０１   制御部
４０２   無線部
４０３   電源部
４０４   警報部
４０５   データ記憶部
５０１   制御部
５０２   無線部
５０３   電源部
５０４   データ記憶部
６１０   エリア情報発信ノードの無線通信範囲
【図１】
2010170469.tif 000003
【図２】
2010170469.tif 000004
【図３】
2010170469.tif 000005
【図４】
2010170469.tif 000006
【図５】
2010170469.tif 000007
【図６】
2010170469.tif 000008