(57)【要約】【課題】中継端末が水面付近で浮き沈みするような場合でも、無線通信を継続する。【解決手段】センサ中継端末１０に電波通信部１３および水中通信部１４の両方を設け、端末制御部１５が、これら電波通信部１３または水中通信部１４にデータの送信を指示することにより、電波基地局２１との電波通信経路ＬＡまたは水中基地局２２との水中通信経路ＬＷからなる通信経路を介してデータを上位装置３０側へ中継転送するものとし、端末制御部１５が、電波通信経路ＬＡでの通信可否に基づいて、電波通信経路ＬＡまたは水中通信経路ＬＷのいずれかを通信経路として切替選択する。【選択図】  図１
2019096111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサから送信されたデータを無線通信により上位装置側へ中継転送するセンサ中継端末であって、
空中に設置された電波基地局との間で電波通信によりデータ通信を行う電波通信部と、
水中に設置された水中基地局との間で水中通信によりデータ通信を行う水中通信部と、
前記電波通信部または前記水中通信部に前記データの送信を指示することにより、前記電波基地局との電波通信経路または前記水中基地局との水中通信経路からなる通信経路を介して前記データを前記上位装置側へ中継転送する端末制御部とを備え、
前記端末制御部は、前記電波通信経路での通信可否に基づいて、前記電波通信経路または前記水中通信経路のいずれかを前記通信経路として切替選択する
ことを特徴とするセンサ中継端末。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ中継端末において、
前記端末制御部は、前記電波通信部で得られた、前記電波基地局から周期的に送信される電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況に基づいて、前記電波通信経路を介した通信可否を判定することを特徴とするセンサ中継端末。
【請求項３】
請求項１に記載のセンサ中継端末において、
自端末が空中または水中のいずれに存在するかを検出する液面センサをさらに備え、
前記端末制御部は、前記液面センサで得られた検出結果に基づいて、前記電波通信経路を介した通信可否を判定することを特徴とするセンサ中継端末。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のセンサ中継端末において、
前記電波通信部は、前記電波基地局から周期的に送信される電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を出力し、
前記水中通信部は、前記水中基地局から周期的に送信される水中ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を出力し、
前記端末制御部は、前記データを送信する際、前記電波通信部または前記水中通信部のうち、選択されている通信経路の通信部から前記ビーコン信号受信状況を取得し、当該ビーコン信号受信状況がビーコン信号の受信ありを示さない場合、前記通信部から新たなビーコン信号受信状況を繰り返し取得し、前記繰り返しの回数が規定数に達した時点で、当該データの送信を中止する
ことを特徴とするセンサ中継端末。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のセンサ中継端末において、
前記端末制御部は、前記電波通信部または前記水中通信部のうち、選択されている通信経路の通信部に対して前記データの送信を指示した後、前記通信部から前記データの送信成否を取得し、当該送信成否が送信成功を示さない場合、前記通信部に対する前記データの送信を繰り返し指示するとともに前記送信成否を取得し、当該繰り返し回数が規定数に達した時点で、当該データの送信を中止する
ことを特徴とするセンサ中継端末。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載のセンサ中継端末において、
前記データは、前記センサで検出されたセンサデータを含むことを特徴とするセンサ中継端末。
【請求項７】
センサから送信されたデータを無線通信により上位装置側へ中継転送するセンサ中継端末で用いられるセンサ中継方法であって、
電波通信部が、空中に設置された電波基地局との間で電波通信によりデータ通信を行う電波通信ステップと、
水中通信部が、水中に設置された水中基地局との間で水中通信によりデータ通信を行う水中通信ステップと、
端末制御部が、前記電波通信部または前記水中通信部に前記データの送信を指示することにより、前記電波基地局との電波通信経路または前記水中基地局との水中通信経路からなる通信経路を介して前記データを前記上位装置側へ中継転送する端末制御ステップとを備え、
前記端末制御ステップは、前記電波通信経路での通信可否に基づいて、前記電波通信経路または前記水中通信経路のいずれかを前記通信経路として切替選択するステップを含む
ことを特徴とするセンサ中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサから送信されたデータを水中または空中を介して無線通信により中継転送するデータ中継技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機器がインターネットに接続されるＩｏＴ（Internet of Things）社会では、各種のセンサがネットワークに接続され、多種多量のデータを収集し、そのデータを解析することで人間の役に立つ情報を引き出すことが期待されている。例えば、医療機器や健康機器から生体情報などのセンサデータを収集するセンサネットワークの場合、センサ中継端末により、各種センサで検出したセンサデータを、ゲートウェイ装置や通信ネットワークを介してサーバなどの上位装置へ中継転送することになる。
【０００３】
このようなセンサネットワークの１つとして、各種センサ端末から無線送信されたデータを携帯型のセンサ中継端末で受信して基地局装置へ無線中継する無線センサネットワークがある。例えば、人体に装着した各種のセンサで検出した生体情報を上位装置へ中継転送する場合、同じく人体に装着可能な無線タグなどの携帯型センサ中継端末を用いることにより、スポーツなどの運動時であっても効率よく生体情報を収集することが可能なる。
【０００４】
人体の活動状況を示す生体情報を収集する場合、収集対象となる活動の多くは、ランニングやウォーキングなどの屋外での運動、あるいは屋内での日常の生活活動であるが、水泳など水中での活動に関する生体情報を収集したいという要請もある。しかしながら、水中では電波が減衰する傾向にあり、電波の波長が短くなるほど水中での減衰量が増加する。したがって、空中で用いられている一般的な電波通信を水中で用いても、空中と同様の伝搬距離を得ることはできない。このため、水中通信では、比較的低い周波数の電波や超音波が用いられることが多い。
【０００５】
従来、水中からの通信と陸上の通信とをつなげる中継端末として送受信タグが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。この送受信タグは、マンホール内に設置された複数のセンサで検知した状況情報を、水中の伝搬で減衰の少ない周波数で受信し、受信した状況情報を、空中の伝搬距離の長い周波数で外部へ中継転送する機能を有している。これにより、マンホール内の水面下にあるセンサなどにより得られた情報を外部へ伝えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１５４６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来技術では、中継端末の上部が常に空中（水の外）にあり、中継端末の下部が常に水中にあることを前提としているため、そのどちらかの前提が崩れるような場合、例えば、中継端末全体が水中に沈んだ場合や、中継端末全体が空中に浮きあがった場合には、無線通信を継続することができないという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、中継端末が水面付近で浮き沈みするような場合でも、無線通信を継続できるセンサ中継技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明にかかるセンサ中継端末は、センサから送信されたデータを無線通信により上位装置側へ中継転送するセンサ中継端末であって、空中に設置された電波基地局との間で電波通信によりデータ通信を行う電波通信部と、水中に設置された水中基地局との間で水中通信によりデータ通信を行う水中通信部と、前記電波通信部または前記水中通信部に前記データの送信を指示することにより、前記電波基地局との電波通信経路または前記水中基地局との水中通信経路からなる通信経路を介して前記データを前記上位装置側へ中継転送する端末制御部とを備え、前記端末制御部は、前記電波通信経路での通信可否に基づいて、前記電波通信経路または前記水中通信経路のいずれかを前記通信経路として切替選択するようにしたものである。
【００１０】
また、本発明にかかる上記センサ中継端末の一構成例は、前記端末制御部が、前記電波通信部で得られた、前記電波基地局から周期的に送信される電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況に基づいて、前記電波通信経路を介した通信可否を判定するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明にかかる上記センサ中継端末の一構成例は、自端末が空中または水中のいずれに存在するかを検出する液面センサをさらに備え、前記端末制御部は、前記液面センサで得られた検出結果に基づいて、前記電波通信経路を介した通信可否を判定するようにしたものである。
【００１２】
また、本発明にかかる上記センサ中継端末の一構成例は、前記電波通信部が、前記電波基地局から周期的に送信される電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を出力し、前記水中通信部は、前記水中基地局から周期的に送信される水中ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を出力し、前記端末制御部は、前記データを送信する際、前記電波通信部または前記水中通信部のうち、選択されている通信経路の通信部から前記ビーコン信号受信状況を取得し、当該ビーコン信号受信状況がビーコン信号の受信ありを示さない場合、前記通信部から新たなビーコン信号受信状況を繰り返し取得し、前記繰り返しの回数が規定数に達した時点で、当該データの送信を中止するようにしたものである。
【００１３】
また、本発明にかかる上記センサ中継端末の一構成例は、前記端末制御部が、前記電波通信部または前記水中通信部のうち、選択されている通信経路の通信部に対して前記データの送信を指示した後、前記通信部から前記データの送信成否を取得し、当該送信成否が送信成功を示さない場合、前記通信部に対する前記データの送信を繰り返し指示するとともに前記送信成否を取得し、当該繰り返し回数が規定数に達した時点で、当該データの送信を中止するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明にかかる上記センサ中継端末の一構成例は、前記データが、前記センサで検出されたセンサデータを含むものである。
【００１５】
また、本発明にかかるセンサ中継方法は、センサから送信されたデータを無線通信により上位装置側へ中継転送するセンサ中継端末で用いられるセンサ中継方法であって、電波通信部が、空中に設置された電波基地局との間で電波通信によりデータ通信を行う電波通信ステップと、水中通信部が、水中に設置された水中基地局との間で水中通信によりデータ通信を行う水中通信ステップと、端末制御部が、前記電波通信部または前記水中通信部に前記データの送信を指示することにより、前記電波基地局との電波通信経路または前記水中基地局との水中通信経路からなる通信経路を介して前記データを前記上位装置側へ中継転送する端末制御ステップとを備え、前記端末制御ステップは、前記電波通信経路での通信可否に基づいて、前記電波通信経路または前記水中通信経路のいずれかを前記通信経路として切替選択するステップを含むものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、センサ中継端末が水面より浮き上がって空中に存在する場合には、電波通信経路を介して電波基地局へデータが送信され、センサ中継端末が水面より沈んで水中に存在する場合には、水中通信経路を介して水中基地局へデータが送信される。したがって、センサ中継端末が水面付近で浮き沈みするような場合でも、無線通信を継続することが可能となる。
このため、例えば泳者の生体情報を測定するセンサとセンサ中継端末とを組み合わせることで、水泳中の泳者に関する生体情報を常時モニタリングすることができるので、得られた生体情報を利用して、訓練の効率化や泳者の健康管理を行うことができる。また、水場での工事の際、作業者に関する生体情報を測定するセンサとセンサ中継端末とを組み合わせることで、得られた生体情報を用いた作業者の安全管理を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態にかかるセンサ中継端末の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるセンサ中継端末の装着例である。
【図３】第１の実施の形態にかかる通信経路切替処理を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態にかかるセンサデータ送信処理を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態にかかる動作例を示す信号波形図である。
【図６】第２の実施の形態にかかるセンサ中継端末の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる通信経路切替処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるセンサ中継端末１０について説明する。
このセンサ中継端末１０は、センサＳから送信されたデータを空中Ａまたは水中Ｗを介して無線通信により基地局へ中継転送する端末装置である。本実施の形態では、センサ中継端末１０が、一般的なセンサネットワークで用いられる無線タグなど、人体に装着可能な携帯型のウェアラブル端末である場合を例として説明する。なお、センサ中継端末１０は、ウェアラブル端末に限定されるものではなく、水面Ｐの位置が増減するような任意の場所に固定的に設置されるセンサ中継端末であってもよい。
【００１９】
センサＳは、任意の物理量を検出し、得られた検出結果をセンサデータとしてセンサ中継端末１０に出力するデバイスである。センサＳとセンサ中継端末１０とは、有線回線あるいは無線回線で接続されている。また、センサ中継端末１０の表面または内部にセンサＳを搭載してもよい。センサＳの具体例としては、加速度センサのほか、体温、呼吸、心拍、体動、脳波などを検出する生体情報センサがある。
【００２０】
以下では、センサ中継端末１０で中継転送するデータが、センサＳで検出したセンサデータそのものである場合を例として説明するが、これに限定されるものではない。例えば、中継転送するデータが、センサデータを演算処理して得られたデータなど、センサデータを含むデータやセンサデータに基づくデータであってもよく、あるいは、センサＳで生成された制御データや試験データなど、センサデータを含まないデータであってもよい。
【００２１】
電波基地局２１は、センサ中継端末１０が利用されるエリアの空中Ａ、例えば屋内であれば天井や壁などの高所、また屋外では柱や塔などの高所に設置されて、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy：登録商標）や無線ＬＡＮなどの通信プロトコルで動作する、一般的な無線基地局である。この電波基地局２１は、主な機能として、センサ中継端末１０との間で空中Ａを介した電波通信によりデータ通信を行う機能と、電波通信によりセンサ中継端末１０から送信されたセンサデータを受信する機能と、受信したセンサデータをインターネットなどの通信ネットワークＮＷを介して上位装置３０へ中継転送する機能とを有している。
【００２２】
水中基地局２２は、センサ中継端末１０が利用されるエリアの水中Ｗ、例えばプール、海、河川などの水底に設置された、一般的な水中通信装置である。本実施の形態では、水中基地局２２が、超音波を用いて水中通信を行う超音波送受信装置からなる場合を例として説明する。この水中基地局２２は、主な機能として、センサ中継端末１０との間で水中Ｗを介した水中通信によりデータ通信を行う機能と、水中通信によりセンサ中継端末１０から送信されたセンサデータを受信する機能と、受信したセンサデータを通信ネットワークＮＷを介して上位装置３０へ中継転送する機能とを有している。
【００２３】
上位装置３０は、全体としてサーバ装置やＰＣなどの情報処理装置からなり、各センサＳで検出されたセンサデータを、センサ中継端末１０、電波基地局２１あるいは水中基地局２２、通信ネットワークＮＷを介して収集し、これらセンサデータに基づいて予め設定されているアプリケーションを実行する機能と、通信ネットワークＮＷを介したＰＣやスマートフォン等の情報端末３１からのアクセスに応じて、センサデータやその統計データを提供する機能とを有している。
【００２４】
図２に示すように、例えばセンサ中継端末１０を泳者Ｍの身体に装着した場合、水面Ｐの位置変化に応じて、センサ中継端末１０が水面Ｐを浮き沈みする。本実施の形態は、センサ中継端末１０が、電波基地局２１との電波通信の可否に基づいて、水面Ｐより上方の空中Ａに位置しているか否かを判定し、空中Ａに位置している場合には、電波通信により空中Ａを介して電波基地局２１側にセンサデータを送信し、空中Ａではなく水中Ｗに位置している場合には、水中通信により水中Ｗを介して水中基地局２２側にセンサデータを送信するようにしたものである。
【００２５】
［センサ中継端末］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかるセンサ中継端末１０の詳細構成について説明する。
図１に示すように、センサ中継端末１０は、主な機能部として、センサＩ／Ｆ部１１、データ保持部１２、電波通信部１３、水中通信部１４、端末制御部１５、および操作入力部１６を備えている。
【００２６】
センサＩ／Ｆ部１１は、センサＳで検出されたセンサデータを取得するインターフェース回路である。
データ保持部１２は、センサＩ／Ｆ部１１で取得したセンサデータを一時保持するバッファ回路である。
【００２７】
電波通信部１３は、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy：登録商標）や無線ＬＡＮなどの通信プロトコルに基づいて、電波基地局２１との間で電波通信によりデータ通信を行う無線通信ユニットであり、電波基地局２１から周期的に送信される電波ビーコン信号を受信し、これら電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を出力する機能と、端末制御部１５から送信指示されたセンサデータを電波通信経路ＬＡを介して電波基地局２１へ送信する機能とを有している。
【００２８】
水中通信部１４は、水中基地局２２との間で水中通信によりデータ通信を行う無線通信ユニットであり、水中基地局２２から周期的に送信される水中ビーコン信号を受信し、これら水中ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を出力する機能と、端末制御部１５から送信指示されたセンサデータを水中通信経路ＬＷを介して水中基地局２２へ送信する機能とを有している。
【００２９】
端末制御部１５は、例えば一定間隔の送信タイミングまたはセンサデータの受信に応じた送信タイミングに応じて、データ保持部１２からセンサデータを取得して、電波通信部１３または水中通信部１４にセンサデータの送信を指示することにより、電波通信経路ＬＡまたは水中通信経路ＬＷからなる通信経路を介してセンサデータを上位装置３０側へ中継転送する機能と、電波通信経路ＬＡを介した通信可否を判定し、得られた判定結果に基づいて、電波通信経路ＬＡまたは水中通信経路ＬＷのいずれかをセンサデータの中継転送に用いる通信経路として切替選択する機能とを有している。
【００３０】
操作入力部１６は、スイッチやボタンなどの操作入力素子からなり、利用者の操作を検出して端末制御部１５へ出力する機能を有している。操作入力部１６の具体例としては、端末制御部１５でのセンサデータ送信動作の開始終了を指示するための動作スイッチや、端末制御部１５の電源供給を制御するための電源スイッチがある。
【００３１】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図３を参照して、本実施の形態にかかるセンサ中継端末１０の通信経路切替動作について説明する。
端末制御部１５は、センサデータ送信動作時、図３に示す通信経路切替処理を後述するセンサデータ送信処理と並列的に実行する。なお、電波通信部１３は、電波基地局２１からの電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を常時出力しているものとする。
【００３２】
まず、端末制御部１５は、電波通信部１３から出力されている電波基地局２１からの電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を確認する（ステップＳ１００）。
ここで、ビーコン信号受信状況が電波ビーコンの受信ありを示す場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、電波通信部１３から電波基地局２１を介した電波通信経路ＬＡでの通信が可能であることから、端末制御部１５は、センサデータを中継転送するための通信経路として、電波通信部１３から電波基地局２１を介した電波通信経路ＬＡを切替選択する（ステップＳ１０１）。
【００３３】
一方、ビーコン信号受信状況が電波ビーコンの受信なしを示す場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、電波通信経路ＬＡでの通信が不可能であることから、端末制御部１５は、センサデータを中継転送するための通信経路として、水中通信部１４から水中基地局２２を介した水中通信経路ＬＷを切替選択する（ステップＳ１０２）。
これにより、電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況が示す、電波通信経路ＬＡでの通信可否に基づいて、電波通信経路ＬＡまたは水中通信経路ＬＷのいずれかが通信経路として切替選択されることになる。
【００３４】
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかるセンサ中継端末１０のセンサデータ送信動作について説明する。
端末制御部１５は、操作入力部１６によるセンサデータ送信動作の開始指示に応じて、図４に示すセンサデータ送信処理を実行する。
【００３５】
まず、端末制御部１５は、例えば一定間隔の送信タイミングまたはセンサデータの受信に応じた送信タイミングの到来を確認し（ステップＳ１１０）、送信タイミングが到来していない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、送信タイミングの到来まで待機する。
送信タイミングが到来した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、端末制御部１５は、データ保持部１２から、センサＩ／Ｆ部１１でセンサＳから取得したセンサデータを読み出して（ステップＳ１１１）、繰り返し回数Ｎをゼロに初期化する（ステップＳ１１２）。
【００３６】
次に、端末制御部１５は、前述した図３の通信経路切替処理により切替選択されている通信経路でビーコン信号が受信されているか確認する（ステップＳ１１３）。例えば、通信経路として電波通信経路ＬＡが選択されている場合には、電波通信部１３からの電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を確認する。また、通信経路として水中通信経路ＬＷが選択されている場合には、水中通信部１４からの水中ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を確認する。なお、図４のセンサデータ送信処理と並列的に、図３に示す通信経路切替処理が実行されているため、ステップＳ１１３でのビーコン信号の受信確認を省いてもよい。
【００３７】
ここで、切替選択されている通信経路でビーコン信号が受信されている場合（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、端末制御部１５は、電波通信部１３または水中通信部１４のうち、通信経路と対応する通信部に対してセンサデータの送信を指示することにより、センサデータを送信する（ステップＳ１１４）。
【００３８】
この後、端末制御部１５は、上記通信部からのセンサデータの送信成否を確認する（ステップＳ１１５）。センサデータの送信成否は、例えばセンサデータが正常に受信された場合、相手基地局から返送されるＡＣＫ信号により判定される。
ここで、送信成否が送信成功を示す場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に戻って、次のセンサデータの送信タイミングまで待機する。
【００３９】
また、ステップＳ１１５において、当該送信成否が送信成功を示さない場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、端末制御部１５は、繰り返し回数Ｎと規定数Ｘとを比較し（ステップＳ１１６）、Ｎ＜ＸでありＮがＸに達していない場合（ステップＳ１１６：ＮＯ）、Ｎに１を加算した後（ステップＳ１１７）、ステップＳ１１３に戻ってセンサデータの再送処理へ移行する。この際、予め設定されている一定の待ち時間だけ待機した後、ステップＳ１１３に戻ってもよい。
【００４０】
一方、Ｎ≧ＸでありＮがＸに達している場合（ステップＳ１１６：ＹＥＳ）、端末制御部１５は、当該センサデータの送信を中止し、ステップＳ１１０に戻って、次のセンサデータの送信タイミングまで待機する。
また、ステップＳ１１３において、切替選択されている通信経路でビーコン信号が受信されていない場合（ステップＳ１１３：ＮＯ）、端末制御部１５は、ステップＳ１１６へ移行して、センサデータの再送要否を判定する。
【００４１】
［第１の実施の形態の動作例］
次に、図５を参照して、本実施の形態にかかるセンサ中継端末１０の動作例について説明する。ここでは、前述の図２に示したように、泳者Ｍの身体に、センサＳとともにセンサ中継端末１０が装着されており、水面Ｐの位置変化に応じて、センサ中継端末１０が水面Ｐを浮き沈みする状況下で、センサＳで検出されたセンサデータを上位装置３０側へ中継転送する場合を例として説明する。
【００４２】
図５の信号波形図に示すように、例えば時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間や、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間では、センサ中継端末１０が水面Ｐの上側すなわち空中Ａにあるため、センサ中継端末１０において、電波基地局２１からの電波ビーコン信号Ｂａが受信される。
【００４３】
これにより、端末制御部１５は、例えば時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間、および、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、センサデータの中継転送に用いる通信経路として電波通信経路ＬＡを切替選択する。したがって、時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ５，Ｔ６の各送信タイミングにおいて、送信データＤ１，Ｄ２，Ｄ５，Ｄ６は、電波通信部１３から電波により電波基地局２１へ送信される。
【００４４】
一方、例えば時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間や、時刻ｔ４以降の期間では、センサ中継端末１０が水面Ｐの下側すなわち水中Ｗにあるため、センサ中継端末１０において、電波基地局２１からの電波ビーコン信号Ｂａを受信できず、代わって水中基地局２２からの水中ビーコン信号Ｂｗが受信される。
【００４５】
これにより、端末制御部１５は、例えば時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間、および、時刻ｔ４以降の期間において、センサデータの中継転送に用いる通信経路として水中通信経路ＬＷを切替選択する。したがって、時刻Ｔ３，Ｔ４，Ｔ７の各送信タイミングにおいて、送信データＤ３，Ｄ４，Ｄ７は、水中通信部１４から超音波により水中基地局２２へ送信される。
【００４６】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、センサ中継端末１０に電波通信部１３および水中通信部１４の両方を設け、端末制御部１５が、これら電波通信部１３または水中通信部１４にセンサデータの送信を指示することにより、電波基地局２１との電波通信経路ＬＡまたは水中基地局２２との水中通信経路ＬＷからなる通信経路を介してセンサデータを上位装置３０側へ中継転送するものとし、端末制御部１５が、電波通信経路ＬＡでの通信可否に基づいて、電波通信経路ＬＡまたは水中通信経路ＬＷのいずれかを通信経路として切替選択するようにしたものである。
【００４７】
これにより、センサ中継端末１０が水面Ｐより浮き上がって空中Ａに存在する場合には、電波通信経路ＬＡを介して電波基地局２１へ電波によりセンサデータが送信され、センサ中継端末１０が水面Ｐより沈んで水中Ｗに存在する場合には、水中通信経路ＬＷを介して水中基地局２２へ超音波によりセンサデータが送信される。したがって、センサ中継端末１０が水面Ｐ付近で浮き沈みするような場合でも、無線通信を継続することが可能となる。
【００４８】
このため、例えば図２に示したように、泳者Ｍの生体情報を測定するセンサＳとセンサ中継端末１０とを組み合わせることで、水泳中の泳者Ｍに関する生体情報を常時モニタリングすることができるので、得られた生体情報を利用して、訓練の効率化や泳者Ｍの健康管理を行うことができる。
【００４９】
また、水場での工事の際、作業者に関する生体情報を測定するセンサとセンサ中継端末１０とを組み合わせることで、得られた生体情報を用いた作業者の安全管理を行うこともできる。特に、水場での工事では作業者は水に濡れながら行動することが考えられる。そのため、陸上用の作業者安全システムでは水に濡れると通信を行うことができず作業者の生体情報をモニタリングすることができない。本実施の形態によれば、水の内外で通信することができるため、水場でも作業者の心拍数変動などを常時モニタリングでき、作業者の安全管理を実現することができる。
【００５０】
また、本実施の形態において、端末制御部１５が、電波通信部１３で得られた、電波基地局２１から周期的に送信される電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況に基づいて、電波通信経路ＬＡを介した通信可否を判定するようにしたので、少ない電力消費で正確にＬＡを介した通信可否を判定することができる。
【００５１】
なお、水中基地局２２から周期的に送信される水中ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況に基づいて、水中通信経路ＬＷを介した通信可否を判定し、ＬＷを介した通信が可能である場合、ＬＷを切替選択するようにしてもよい。また、水中ビーコン信号が受信されない場合、ＬＡを介した通信が可能であると判定してもよい。
また、これら電波ビーコン信号と水中ビーコン信号の両方のビーコン信号受信状況に基づいて、ＬＡ，ＬＷを介した通信可否を判定してもよく、ＬＡ，ＬＷの両方で通信不可である期間においては、通信経路を未選択としてセンサデータの送信を中断してもよい。
【００５２】
また、本実施の形態において、電波通信部１３が、電波基地局２１から周期的に送信される電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を出力し、水中通信部１４が、水中基地局２２から周期的に送信される水中ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況を出力し、端末制御部１５が、センサデータを送信する際、電波通信部１３または水中通信部１４のうち、選択されている通信経路の通信部からビーコン信号受信状況を取得し、当該ビーコン信号受信状況がビーコン信号の受信ありを示さない場合、通信部から新たなビーコン信号受信状況を繰り返し取得し、繰り返しの回数Ｎが規定数Ｘに達した時点で、当該センサデータの送信を中止するようにしてもよい。
【００５３】
これにより、たまたま外来ノイズなどの影響でビーコン信号を受信できない期間が生じた場合でも、Ｘ回まで繰り返しビーコン信号の受信が確認されるため、センサデータの送信確率を高めることができる。また、センサデータの送信不可能である可能性が高い場合には、センサデータの無駄な送信処理を低減することができ、センサ中継端末１０での電力消費を抑制することができる。
なお、繰り返しの回数Ｎが規定数Ｘに達した時点で、センサデータの送信動作自体を終了するようにしてもよい。
【００５４】
また、本実施の形態において、端末制御部１５が、電波通信部１３または水中通信部１４のうち、選択されている通信経路の通信部に対してセンサデータの送信を指示した後、通信部からセンサデータの送信成否を取得し、当該送信成否が送信成功を示さない場合、通信部に対するセンサデータの送信を繰り返し指示するとともに送信成否を取得し、当該繰り返し回数Ｎが規定数Ｘに達した時点で、当該センサデータの送信を中止するようにしてもよい。
【００５５】
これにより、たまたま外来ノイズなどの影響でビーコン信号を受信できない期間が生じた場合でも、Ｘ回まで繰り返しセンサデータの送信が試行されるため、センサデータの送信確率を高めることができる。また、センサデータの送信不可能である可能性が高い場合には、センサデータの無駄な送信処理を低減することができ、センサ中継端末１０での電力消費を抑制することができる。
なお、繰り返しの回数Ｎが規定数Ｘに達した時点で、センサデータの送信動作自体を終了するようにしてもよい。
【００５６】
［第２の実施の形態］
次に、図６を参照して、本実施の形態にかかるセンサ中継端末１０について説明する。
第１の実施の形態では、電波基地局２１から周期的に送信される電波ビーコン信号に関するビーコン信号受信状況に基づいて、電波通信経路ＬＡを介した通信可否を判定する場合を例として説明した。本実施の形態は、液面センサ１７を用いて電波通信経路ＬＡを介した通信可否を判定する場合について説明する。
【００５７】
図６に示すように、本実施の形態において、液面センサ１７は、センサ中継端末１０が空中Ａまたは水中Ｗのいずれに存在するかを検出する機能を有している。液面センサ１７の具体例としては、例えば電極間を流れる電流の変化、電極間に発生する静電容量の変化、光の透過率の変化等を検出することにより、水の有無を判別するセンサを用いればよい。
【００５８】
端末制御部１５は、液面センサ１７で得られた検出結果に基づいて、電波通信経路ＬＡを介した通信可否を判定する機能を有している。
本実施の形態にかかる、このほかの構成およびセンサデータ送信処理については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００５９】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図７を参照して、本実施の形態にかかるセンサ中継端末１０の通信経路切替動作について説明する。
端末制御部１５は、センサデータ送信動作時、図７に示す通信経路切替処理を前述した図４のセンサデータ送信処理と並列的に実行する。なお、液面センサ１７は、自端末が空中Ａまたは水中Ｗのいずれに存在するかを検出した検出結果を常時出力しているものとする。
【００６０】
まず、端末制御部１５は、液面センサ１７から出力されている検出結果が、自端末が空中Ａに存在することを示しているか確認する（ステップＳ２００）。
ここで、検出結果が自端末が空中Ａに存在することを示している場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、電波通信部１３から電波基地局２１を介した電波通信経路ＬＡでの通信が可能であることから、端末制御部１５は、センサデータを中継転送するための通信経路として、電波通信部１３から電波基地局２１を介した電波通信経路ＬＡを切替選択する（ステップＳ２０１）。
【００６１】
一方、検出結果が自端末が空中Ａに存在することを示していない場合（ステップＳ２００：ＮＯ）、電波通信経路ＬＡでの通信が不可能であることから、端末制御部１５は、センサデータを中継転送するための通信経路として、水中通信部１４から水中基地局２２を介した水中通信経路ＬＷを切替選択する（ステップＳ２０２）。
これにより、液面センサ１７の検出結果が示す、電波通信経路ＬＡでの通信可否に基づいて、電波通信経路ＬＡまたは水中通信経路ＬＷのいずれかが通信経路として切替選択されることになる。
【００６２】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、端末制御部１５が、液面センサ１７で得られた検出結果に基づいて、電波通信経路ＬＡを介した通信可否を判定するようにしたものである。
これにより、ビーコン信号などの無線通信を利用することなく、電波通信経路ＬＡを介した通信可否を判定することができ、判断に要する時間を短縮でき、通信経路の切り替え選択において高い応答性を得ることができる。
【００６３】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…センサ中継端末、１１…センサＩ／Ｆ部、１２…データ保持部、１３…電波通信部、１４…水中通信部、１５…端末制御部、１６…操作入力部、１７…液面センサ、２１…電波基地局、２２…水中基地局、３０…上位装置、３１…情報端末、Ｓ…センサ、ＬＡ…電波通信経路、ＬＷ…水中通信経路、Ｐ…水面、Ａ…空中、Ｗ…水中、Ｍ…泳者、Ｎ…繰り返し回数、Ｘ…規定数、Ｂａ…電波ビーコン信号、Ｂｗ…水中ビーコン信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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