(57)【要約】【課題】ごみの投入を検知し、ごみ投入時にのみごみ充填量検知情報を送信にすることで、消費電力を抑え、ごみ箱の使用履歴を把握することができるセンサ付ごみ箱の監視システムを提供する。【解決手段】センサ付ごみ箱の監視システム１は、ごみ収容部１１内へのごみの投入を検知する投入検知センサ２０と、ごみ収容部内へのごみ充填量を検知する充填量検知センサ２５と、投入検知センサ２０の検知情報を送信する送信部３０と、送信部３０から送信された検知情報を受信する受信部４０と、を備え、投入検知センサ２０がごみの投入を検知した時に、ごみ充填量検知センサ２５を駆動すると共に、送信部３０がごみ充填量検知情報を受信部４０に送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ収容部内へのごみの投入を検知する投入検知センサと、
前記ごみ収容部内へのごみ充填量を検知する充填量検知センサと、
前記ごみ充填量検知センサの検知情報を送信する送信部と、
前記送信部から送信された検知情報を受信する受信部と、
を備え、
前記投入検知センサがごみの投入を検知した時に、前記ごみ充填量検知センサを駆動すると共に、前記送信部がごみ充填量検知情報を前記受信部に送信する、センサ付ごみ箱の監視システム。
【請求項２】
前記ごみ充填量検知センサは、前記ごみ収容部へのごみ充填率が規定量に至ったことを検知する規定量検知センサである、請求項１に記載のセンサ付ごみ箱の監視システム。
【請求項３】
前記ごみ収容部は開閉扉を有する蓋体で覆われ、前記投入検知センサは前記開閉扉の開閉を検知する電気スイッチである、請求項１または請求項２に記載のセンサ付ごみ箱の監視システム。
【請求項４】
前記投入検知センサは、前記ごみ収容部の底部の変化を検知する歪みセンサである、請求項１または請求項２に記載のセンサ付ごみ箱の監視システム。
【請求項５】
光を電気に変換する光電変換装置と、前記光電変換装置が光電変換した電気を充電する二次電池と、をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ付ごみ箱の監視システム。
【請求項６】
前記受信部は、ごみの投入履歴を保存する記憶部を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサ付ごみ箱の監視システム。
【請求項７】
ごみ収容部内へのごみの投入を検知する手順と、
ごみが投入された時にごみ充填量検知情報を送信する手順と、
前記検知情報を受信する手順と、
ごみの投入履歴を保存する手順と、
を有するセンサ付ごみ箱の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ごみ箱へのごみの投入を検知し、ごみ投入時に検知情報を送信するセンサ付ごみ箱の通信システム及びセンサ付ごみ箱の通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ごみ箱内のごみ充填量を監視するシステムが種々提案されている。例えば、特許文献１には、本体を有するごみ箱と、本体の内側面に設置され、水平方向に検知波を発信するごみ検知センサと、ごみ検知センサによる検知情報を取得し、ごみ箱のゴミの蓄積状態を監視する監視装置と、監視装置と信号の送受信が可能に接続され、監視装置から受信する信号に基づいてごみの蓄積状態を通報する通報装置と、を備えるごみ箱監視システムが開示されている。
【０００３】
特許文献１のごみ箱監視システムは、ごみ箱内のごみの蓄積状態を一定間隔ごとにセンサが検知し、ごみの蓄積状態が規定量を上回ると、センサの検知情報を通信している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２０６３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の技術では、ごみ箱内へのごみの投入の有無に拘わらず、一定間隔ごとにごみの蓄積状態をセンサが検知するので、消費電力を抑えることができない。
【０００６】
また、特許文献１の技術では、ごみ充填量が規定量を上回るとセンサの検知情報を通信するので、ごみの蓄積状態を把握することはできるが、ごみ箱の使用履歴情報を把握することはできない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて、ごみの投入を検知し、ごみ投入時にのみ、ごみの充填量をセンサで検知し、検知情報を送信することで、消費電力を抑えることができるセンサ付ごみ箱の通信システム及びセンサ付ごみ箱の通信方法を提供することを目的の一つとする。さらに、ごみ箱の使用履歴情報を把握することができるセンサ付ごみ箱の通信システム及びセンサ付ごみ箱の通信方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るセンサ付ごみ箱の通信システムの一態様は、ごみ収容部内へのごみの投入を検知する投入検知センサと、上記ごみ収容部内へのごみ充填量を検知する充填量検知センサと、上記ごみ充填量検知センサの検知情報を送信する送信部と、上記送信部から送信された検知情報を受信する受信部と、を備え、上記投入検知センサがごみの投入を検知した時に、上記ごみ充填量検知センサを駆動すると共に、上記送信部がごみ充填量検知情報を前記受信部に送信する。
【０００９】
上記センサ付ごみ箱の通信システムの構成において、上記ごみ充填量検知センサは、上記ごみ収容部へのごみ充填率が規定量に至ったことを検知する規定量検知センサであってもよい。
【００１０】
上記ごみ収容部は開閉扉を有する蓋体で覆われ、上記投入検知センサは前記開閉扉の開閉を検知する電気スイッチであることが好ましい。
【００１１】
或いは、上記投入検知センサは、前記ごみ収容部の底部の変化を検知する歪みセンサであってもよい。
【００１２】
さらに、光を電気に変換する光電変換装置と、上記光電変換装置が光電変換した電気を充電する二次電池と、をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
さらに、上記受信部は、ごみの投入履歴を保存する記憶部を備えることが好ましい。
【００１４】
本発明に係るセンサ付ごみ箱の通信方法の一態様は、ごみ収容部内へのごみの投入を検知する手順と、ごみが投入された時にごみ充填量センサ検知情報を送信する手順と、上記検知情報を受信する手順と、ごみの投入履歴を保存する手順と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ごみの投入を検知し、ごみ投入時にのみごみ充填量検知情報を送信にすることで、消費電力を抑え、ごみ箱の使用履歴情報を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システムの構成の模式図である。
【図２】第１実施形態の投入検知センサの設置構造の斜視図である。
【図３】第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信方法のフローチャートである。
【図４】第２実施形態の投入検知センサの設置構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の第１及び第２実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【００１８】
［第１実施形態］
（センサ付ごみ箱の通信システムの構成）
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係るセンサ付ごみ箱の通信システムの構成について説明する。図１は、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システムの構成の模式図である。図２は、第１実施形態の投入検知センサの設置構造の斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、第１実施形態に係るセンサ付ごみ箱の通信システム１は、ごみ箱１０、投入検知センサ２０、充填量検知センサ２５、送信部３０、受信部４０及び記憶部５０を備える。以下、各構成要素ごとに説明する。
【００２０】
第１実施形態のごみ箱１０は、図２に示すように、ごみ収容部１２と、ごみ収容部１２の開口部１３を覆う蓋体１４と、蓋体１４の一部に設けられた開閉扉１５を備える。開閉扉１５には、当該開閉扉１５が開放状態のままで放置されるのを防止する不図示の扉閉成機構が備えられている。扉閉成機構は、例えば、ばねや錘によって構成される。ごみ収容部１２内には、ごみの回収を容易にするために、不図示のごみ袋が装着される。ごみ箱１０のごみ収納部１２内に投入されるごみの種類には、可燃ごみ、不燃ごみ、ペットボトル、缶、再生ごみなどがある。図２では、説明の便宜上、一種類のごみが投入されるごみ箱１０を例示している。
【００２１】
図１及び図２を参照して、投入検知センサ２０は、ごみ収容部１２内へのごみの投入を検知する検知装置である。第１実施形態の投入検知センサ２０には、例えば、開閉扉１５の開閉を検知する電気スイッチ２１を採用する。電気スイッチ２１としては、例えば、リミットスイッチが挙げられる。リミットスイッチは、筐体内にマイクロスイッチを封入し、アクチュエータ部を介して可動接点をスイッチ動作させるスイッチである。リミットスイッチとしては、プランジャ式、ヒンジレバー式、ローラレバー式、ロッドレバー式、フォークレバー式及び重錘式などが挙げられる。リミットスイッチは、例えば、開閉扉１５が閉じられた時に可動接点が作動して、当該開閉扉１５が閉じられたことを検知する。投入検知センサ２０は、後述する充填量検知センサ２５に比べて、消費電力が少ない。
【００２２】
充填量検知センサ２５は、ごみ収容部１２内へのごみの充填量を検知する検知装置である。第１実施形態の充填量検知センサ２５には、例えば、ごみ収納部１２の開口部１３から底部へ向けて鉛直方向に設置する。規定量検知センサとしては、例えば、超音波センサや赤外線センサを採用する。投入検知センサ２０がごみ収容部１２内へのごみの投入を検知すると、充填量検知センサ２５が作動する。
【００２３】
送信部３０は、投入検知センサ２０のごみ投入検知情報を送信する送信装置である。送信部３０としては、例えば、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）やＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）規格、ＬＴＥ（Long Term Evolution）規格の中継装置を採用する。ＬＰＷＡ規格やＷｉＦｉ規格、ＬＴＥ規格の中継装置を採用することにより、ごみ回収業者とごみ箱１０との距離が離れていてもごみ投入検知情報を送信することができる。特にＬＰＷＡ規格は、少ない消費電力で数ｋｍの長距離通信が可能な無線通信である。中継装置は、マクロセル基地局８０と端末装置とを中継するノードである。中継装置は、無線ネットワークにおける一つのノードを構成し、マクロセル基地局８０との間でバックホール無線通信を確立するノードである。
【００２４】
中継装置は、端末装置に対しパケット通信サービスを提供する。中継装置が形成するセルサイズは、マクロセル基地局８０よりも小規模であり、半径数メートルから数十メートルの通信エリアを構築する。ＬＴＥ規格ではＨｅＮＢ（Ｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢ）やフェムトセル基地局とも呼ばれている。
【００２５】
受信部４０は、送信部３０から送信されたごみ投入の検知情報を受信する受信装置である。受信部４０としては、例えば、端末装置や通信機能を備えたコンピュータ（ＰＣ）を採用する。端末装置は、スマートフォン、携帯電話等の移動体通信端末（移動体）であり、ＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とも呼ばれる。
【００２６】
即ち、本実施形態のセンサ付ごみ箱の監視システム１の無線ネットワークは、送信部（中継装置）３０、マクロセル（ＭＣＣ：Ｍａｃｒｏ  Ｃｅｌｌ）基地局８０及び受信部（端末装置）４０を備える。本実施形態では、センサ２０がごみの投入を検知した時に、送信部３０がごみ投入検知情報を受信部４０に送信する。なお、送信部（中継装置）３０と受信部（端末装置）４０との距離が離れていないときは、マクロセル基地局８０を介さずに通信することができる。
【００２７】
センサ付ごみ箱の通信システム１は、光電変換装置６０及び二次電池７０をさらに備える。光電変換装置６０は、光を電気に変換する、いわゆる太陽電池である。太陽電池は、ごみ箱１０の前面や側面、蓋体１４等に設置される。投入検知センサ２０は、太陽電池及び二次電池７０と電気的に接続されている。
【００２８】
二次電池７０は、光電変換装置６０が光電変換した電気を充電する充電池である。二次電池７０は、光電変換装置６０と電気的に接続されている。二次電池７０としては、例えば、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池及び鉛蓄電池などが挙げられる。
【００２９】
本実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム１は、充填量検知センサ２５によりごみの投入量を把握することができるが、ごみ収納部１２へのごみの充填率が規定量になったことを検知する不図示の規定量検知センサをさらに備えていてもよい。規定量検知センサは、例えば、ごみ収納部１２の開口部１３の近くに水平に設置する。規定量検知センサとしては、例えば、送信素子と受信素子を備える超音波センサや赤外線センサを採用する。また、充填量検知センサ２５が規定量検知センサであってもよい。
【００３０】
（センサ付ごみ箱の通信システムの動作、センサ付ごみ箱の通信方法）
次に、図１から図３を参照して、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システムの動作を説明しながら、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信方法について説明する。図３は、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の監視方法のフローチャートである。
【００３１】
第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信方法は、ごみ収容部内へのごみの投入を検知する手順と、ごみが投入された時にごみ充填量センサ検知情報を送信する手順と、検知情報を受信する手順と、ごみの投入履歴を保存する手順と、を有する。以下、具体的に説明する。
【００３２】
図１から図３を参照して、ごみ箱１０が待機状態のときは（Ｓ２１０）、光電変換装置６０が太陽光発電を行い、電力が二次電池７０に蓄えられる。光電変換装置６０を搭載することで、電池交換の手間をなくすことが可能である。この待機状態のときは（Ｓ２１０）、投入検知センサ２０はセンシングを行わず、送信部３０は通信しないため、電力は消費されない。
【００３３】
使用者は、ごみ箱１０の開閉扉１５を開けて、ごみ収納部１２内にごみを投入する。ごみの投入が完了すると、開閉扉１５が閉じられる。本実施形態の開閉扉１５には不図示の扉閉成機構が備えられているので、開閉扉１５が開放状態のまま放置されるのを防止することができる。
【００３４】
開閉扉１５が開閉されると（Ｓ２２０／ＹＥＳ）、投入検知センサ２０がごみの投入を検知する（Ｓ２３０）。開閉扉１５の開閉がないときは（Ｓ２２０／ＮＯ）、待機状態となる（Ｓ２１０）。
【００３５】
投入検知センサ２０がごみの投入を検知すると（Ｓ２３０）、充填量検知センサ２５を作動させて、ごみ収容部１０内へのごみ充填量を検知する（Ｓ２４０）。このごみ投入時に、送信部３０は、ごみ充填量検知情報を送信する（Ｓ２５０）。センサ付ごみ箱１０の消費電力を抑えるためには、センシング間隔や通信頻度を抑える必要があるが、ごみ投入時にのみセンシング及び通信するので、センサ付ごみ箱１０の消費電力を抑えることができる。
【００３６】
受信部４０は、送信部３０から送信されたごみ充填量検知情報を受信する（Ｓ２６０）。受信部４０が受信したごみ投入検知情報は、ごみ投入履歴情報として、記憶部５０に保存される（Ｓ２７０）。ごみの投入履歴を分析すれば、ごみ箱１０の使用状態を把握することができる。
【００３７】
本実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム１がごみ収納部１２へのごみの充填率が規定量になったことを検知する不図示の規定量検知センサをさらに備える場合には、規定量に至ったごみ投入時に、送信部３０は規定量検知センサの検知情報を送信する。
【００３８】
以上説明したように、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム１は、投入検知センサ２０のセンシング及び送信部３０の通信の間隔を一定間隔や充填量ではなく、ごみ投入時にすることで、センサ付ごみ箱１０の消費電力を抑え、ごみ箱１０の使用履歴を把握することができる。
【００３９】
また、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム１は、ごみ収容部１１が開閉扉１４を有する蓋体１２で覆われ、投入検知センサ２０が開閉扉１５の開閉を検知する電気スイッチ２１で構成されている。したがって、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム１によれば、ごみ収容部１２が蓋体１４で覆われたごみ箱１０において、開閉扉１５を開閉した時に電気スイッチ（リミットスイッチ）２１を作動させ、さらに充填量検知センサ２５を作動させて、ごみ充填量検知情報を送信部３０から受信部４０に送信することができる。
【００４０】
さらに、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム１は、光を電気に変換する光電変換装置６０と、この光電変換装置６０が光電変換した電気を充電する二次電池７０と、をさらに備えている。したがって、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム１によれば、光電変換装置６０を備えることにより投入検知センサ２０及び充填量検知センサ２５の動作電力を賄うことができる。また、二次電池７０により光電変換装置６０が光電変換した電力を蓄えることができるので、雨天や夜間の電力として使用することができる。
【００４１】
そして、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム１において、受信部３０はごみの投入履歴情報を保存する記憶部５０を備えている。したがって、第１実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム１によれば、記憶部５０にごみの投入履歴情報を保存することができ、ごみの投入履歴を分析すれば、ごみ箱１０の使用状態を把握することができる。例えば、ごみの投入回数が多い時間帯を把握することにより、ごみの回収時間を設定し易くなる。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、図４を参照して、第２実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム２について説明する。図４は、第２実施形態の投入検知センサの設置構造の模式図である。
【００４３】
第２実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム２は、ごみ箱１１のごみ収容部１２の底部１６に、当該底部１６の変化を検知する投入検知センサ２０が設けられている点が異なり、その他は第１実施形態と同様に構成されている。
【００４４】
第２の実施形態のごみ箱１１は、ごみ収納部１２の開口部１４が蓋体で覆われていない開放式のごみ箱である。開放式のごみ箱１１は、雨水の浸入を避けるため、例えば、軒下や屋内に設置される。底部１６は、例えば、コイルスプリング９０により支持されており、ごみ収納部１２内にごみが投入されると、ごみの重みにより底部１６が下降するようになっている。
【００４５】
ごみ収容部１２の底部１６の下面には、当該底部１６の変化を検知する歪みセンサ２３が取り付けられている。歪みセンサ２３としては、例えば、金属歪みゲージや半導体歪みゲージなどが挙げられる。
【００４６】
金属歪みゲージは、薄肉の絶縁体上に互い違いにレイアウトされた金属の抵抗体（金属箔）が取り付けられた構造をしている。金属歪みゲージは、抵抗体の変形に伴う電気抵抗の変化を測定し、これを被測定物の歪み量に換算する。金属歪みゲージで測定する抵抗の変化は微小であるため、不図示のブリッジ回路及び電圧増幅器を備えることが好ましい。
【００４７】
半導体歪みゲージは、半導体の電気抵抗率が応力により変化するピエゾ抵抗効果を利用した歪みゲージであり、圧電素子とも呼ばれる。圧電素子の構造としては、圧電体を二枚の電極で挟んだ素子を基本として、モノモルフ、バイモルフ、及び積層型等が挙げられる。圧電素子には、コイルスプリング９０の軸方向一方端部を接触させることが好ましい。
【００４８】
歪みセンサ２３は、電圧−変位変換部２４と電気的に接続されている。電圧−変位変換部２４は、歪みセンサ２３に生じる電圧Ｖの変化を、底部１６の変位量に変換する変位センサである。電圧−変位変換部２４は、例えば、抵抗器、コンデンサ及び積算部を備える。この電圧−変位変換部２４は、抵抗器のインピーダンスと、コンデンサ及び圧電素子のキャパシタンスで決定される時定数と、歪みセンサ２３に生じる歪み（負荷）とで決定される遷移に比例する電圧に変換して出力し、積算部が出力電圧を積算して変位量を算出する。
【００４９】
第２実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム２は、基本的には第１実施形態と同様の作用効果を奏する。特に第２実施形態では、投入検知センサ２０として、ごみ収容部１２の底部１６の変化を検知する歪みセンサ２３を用いている。したがって、第２実施形態のセンサ付ごみ箱の通信システム２によれば、開放式のごみ箱１１のごみ充填量及び使用履歴情報を把握することができるという有利な効果を発揮する。
【００５０】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【００５１】
上記の実施形態では、マクロセル基地局を含む無線ネットワークについて説明したが、送信部と受信部との距離が近い場合は、無線の通信手段としては、ZigBee（登録商標）やBluetooth(登録商標)等の近距離通信を採用してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、ごみの投入時にセンシング及びごみ充填量検知情報の送信を行っているが、充填率のセンシングを一定間隔で行い、ごみ投入時に送信部が送信するようにしても構わない。
【符号の説明】
【００５３】
１  センサ付ごみ箱の監視システム
１１  ごみ収容部
１２  蓋体
２０  投入検知センサ
２１  電気スイッチ
２３  歪みセンサ
２５  充填量検知センサ
３０  送信部
４０  受信部
５０  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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