(57)【要約】【課題】エンドデバイスの位置に関係なく安定した許容数を確保する。【解決手段】移動可能なエンドデバイス１０はチャネルＡとチャネルＢの計２チャネルの無線送信信号を交互に切り替えて送信する。複数台のルータ２０ＡはチャネルＡの無線送信信号を受信しルータ別情報を生成して送信する。複数台のルータ２０ＢはチャネルＢの無線送信信号を受信してルータ別情報を生成して送信する。サーバ４０はコーディネータ３０Ａ及び３０Ｂを介してルータ別情報を受信する。サーバ４０は位置算出処理部４５において受信された少なくとも一のチャネルの複数のルータ別情報を、受信電波強度の高いものから順に予め定めた一定数選択し、選択したルータ別情報中のルータの識別番号から取得したルータの位置座標と受信電波強度とに基づいて、エンドデバイス１０の位置座標を算出する。【選択図】図１
2015057583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己の第１の識別番号を少なくとも含む情報内容のデータを、チャネル毎に異なる無線周波数の無線送信信号に変換し、複数のチャネルの無線送信信号をチャネル毎に無線送信する送信機と、
前記送信機から送信された前記複数のチャネルの無線送信信号を受信し、受信信号中の受信情報に含まれる前記第１の識別番号と受信時に測定した受信電波強度の測定値と自己の第２の識別番号とを少なくとも含むルータ別情報を生成して送信する構成でチャネル別に設けられた複数のルータと、
前記複数のルータにより送信された前記ルータ別情報を、チャネル別に受信して送信する各チャネルの制御機器と、
前記制御機器を介して複数チャネルの前記ルータ別情報をチャネル毎に受信し、受信された少なくとも一のチャネルの複数の前記ルータ別情報中の前記第２の識別番号から取得した各ルータの位置座標と前記受信電波強度とに基づいて、前記エンドデバイスの位置座標を算出するサーバと
を備え、前記送信機の位置を検出することを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記サーバは、
受信した一のチャネルの複数の前記ルータ別情報を、前記受信電波強度の高いものから順に予め定めた前記一定数選択し、選択したルータ別情報中の前記第２の識別番号から取得した現在の各ルータの位置座標と前記受信電波強度とに基づいて前記送信機の現在の位置座標を算出する第１の算出手段と、
受信した前記一のチャネルの複数の前記ルータ別情報の直前に受信した別のチャネルの複数の前記ルータ別情報を、前記受信電波強度の高いものから順に前記一定数選択し、選択したルータ別情報中の前記第２の識別番号から取得した前回の各ルータの位置座標と前記受信電波強度とに基づいて前記送信機の前回の位置座標を算出する第２の算出手段と、
前記送信機の現在の位置座標と前記送信機の前回の位置座標とから算出した移動量が閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記移動量が前記閾値以上であるときは前記第１の算出手段により算出された前記送信機の現在の位置座標を検出位置座標として選択し、前記移動量が前記閾値未満であるときは前記受信した一のチャネルの複数のルータ別情報と前記一のチャネルの複数のルータ別情報の直前に受信された別のチャネルの複数のルータ別情報とのうち、前記受信電波強度の高いものから順に前記一定数選択し、選択したルータ別情報中の前記第２の識別番号から取得した各ルータの位置座標と前記受信電波強度とに基づいて算出した前記送信機の位置座標を検出位置座標として選択する選択手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記複数のルータは、それぞれ同一チャネルの前記無線送信信号を受信する同一チャネル用ルータがチャネル別にそれぞれ複数設けられており、前記同一チャネル用ルータが隣接しないように、チャネルが異なるルータ同士が隣接するように混在配置されていることを特徴とする請求項１記載の位置検出システム。
【請求項４】
送信機が、自己の第１の識別番号を少なくとも含む情報内容のデータを、チャネル毎に異なる無線周波数の無線送信信号に変換し、複数のチャネルの無線送信信号をチャネル毎に無線送信する送信ステップと、
前記送信ステップで送信された前記複数のチャネルの無線送信信号を受信するルータが、受信信号中の受信情報に含まれる前記第１の識別番号と受信時に測定した受信電波強度の測定値と自己の第２の識別番号とを少なくとも含むルータ別情報を生成して送信する受信及び送信ステップと、
複数の制御機器が、前記複数のルータにより送信された前記ルータ別情報を、チャネル別に受信して送信するチャネル別受信及び送信ステップと、
前記チャネル別受信及び送信ステップで送信された複数チャネルの前記ルータ別情報をチャネル毎に順次受信し、受信された少なくとも一のチャネルの複数の前記ルータ別情報を、前記受信電波強度の高いものから順に予め定めた一定数選択し、選択したルータ別情報中の前記第２の識別番号から取得した各ルータの位置座標と前記受信電波強度とに基づいて、前記送信機の位置座標を算出する位置座標算出ステップと
を含むことを特徴とする位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置検出システム及び位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、患者や徘徊者など移動する人物の所在位置の特定や所定のエリアからの離脱を検出したり、機材の所在管理を目的として、無線技術を使った位置検出システムの研究や商品化が盛んに行われている。
【０００３】
一般的に、無線技術を使用した位置検出システムでは、無線送信機能を装備した位置検出対象のエンドデバイス（タグ）を人や機材が所持し、エンドデバイスがブロードキャストした無線送信電波を、施設の複数の所定場所にそれぞれ固定配置されたルータ（アクセスポイント）のうち通信範囲内にあるルータが受信し、受信できたルータにおけるエンドデバイスとルータ間の距離を電波受信強度と受信ルータの配置位置とから算出して、エンドデバイスの位置を検出する構成である（例えば、特許文献１参照）。これにより、検出したエンドデバイスを所持する人（患者、徘徊者など）や機材の所在位置の特定、所定のエリアからの離脱の検出ができる。
【０００４】
図１２は、従来の位置検出システムの一例のシステム構成図を示す。同図に示す従来の位置検出システムは、第１のコーディネータＣ１とそれに接続された９台のルータＲ１１〜Ｒ１９は第１の無線ネットワークＺ１を構成しており、第２のコーディネータＣ２とそれに接続された９台のルータＲ２１〜Ｒ２９は第２の無線ネットワークＺ２を構成している。ここでは、第１及び第２の無線ネットワークＺ１及びＺ２の無線通信プロトコルは公知のＺｉｇＢｅｅ（登録商標）であるものとする。
【０００５】
ＺｉｇＢｅｅの第１、第２の無線ネットワークＺ１、Ｚ２では、ネットワークにコーディネータはＣ１、Ｃ２の必ず１台だけ存在し、ネットワークの立ち上げ機能を有し、またネットワークに複数台（ここでは９台）のルータＲ１１〜Ｒ１９、Ｒ２１〜Ｒ２９の存在が可能で、ルータのデータ転送機能によりデータが次々とノードをわたっていくマルチホップネットワークを実現でき、位置検出には比較的好適なシステムである。
【０００６】
図１２に示すように、ルータＲ１１〜Ｒ１９は第１の範囲内に３行３列に二次元マトリクス状に規則的に既知の場所に固定配置されており、ルータＲ２１〜Ｒ２９も第２の範囲内に３行３列に二次元マトリクス状に規則的に既知の場所に固定配置されている。第１の範囲と第２の範囲とは混在していない。
【０００７】
いま、図１２にＥ１で示すように、エンドデバイスがそれぞれ異なる無線ネットワークＺ１とＺ２の各ルータＲ１６とＲ２４の間に位置した時、エンドデバイスＥ１と各ルータとの間ではＡＲ１で示す円形の通信範囲内で通信が行われるものとすると、３台のルータＲ１３、Ｒ１６及びＲ１９がエンドデバイスＥ１からある送信間隔で無線送信される送信信号を受信してそれらに接続された第１のコーディネータＣ１に受信信号情報と共に受信電波強度の情報を送信する。一方、これと同時に３台のルータＲ２１、Ｒ２４及びＲ２７が同じエンドデバイスＥ１からある送信間隔で無線送信され送信信号を受信してそれらに接続された第２のコーディネータＣ２に受信信号情報と共に受信電波強度の情報を送信する。
【０００８】
説明を簡単にするために、仮にルータとルータ間、ルータとコーディネータ間のデータ転送レートをそれぞれ２５０ｋｂｐｓ、通信データサイズを１０００ビット、エンドデバイスからの送信間隔を５秒とすると、エンドデバイスからの無線送信信号を３台のルータが受信した場合、エンドデバイスと各ルータ間のトラフィックは、
１０００ビット×（１＋３）台÷５秒＝８００ｂｐｓ
２５０ｋｂｐｓ÷８００ｂｐｓ＝３１２.５
となる。よって、Ｅ１と同じ位置にあるエンドデバイスを同時に３１２個まで検出可能である。実際には、各エンドデバイスの通信が必ずしも重ならない条件にはなく、上記算出した値よりも相当厳しい値となるが、説明を分かりやすくするため、上記の算出では順序良く通信している状態であることを想定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２０４０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図１２に例えばＥ２で示すように、エンドデバイスが同じ無線ネットワークＺ１内のルータＲ１５とＲ１８との間に位置した時は、エンドデバイスＥ２と各ルータとの間ではＡＲ２で示す円形の通信範囲内で通信が行われ、無線ネットワークＺ１内の６台のルータＲ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８及びＲ１９がエンドデバイスＥ２からある送信間隔で無線送信される送信信号を受信してそれらに接続された第１のコーディネータＣ１のみに受信信号情報と共に受信電波強度の情報を送信する。従って、この場合のエンドデバイスと各ルータ間のトラフィックは、
１０００ビット×（１＋６）台÷５秒＝１４００ｂｐｓ
２５０ｋｂｐｓ÷１４００ｂｐｓ＝１７８.５
となる。よって、Ｅ２と同じ位置にあるエンドデバイスを同時に１７８個まで検出可能である。すなわち、この場合はエンドデバイスがＥ１の位置にある場合に比べて、エンドデバイスの許容数が低下してしまう。このように、従来の位置検出システムでは、エンドデバイスの許容数が低下するエリアが存在し、エンドデバイスの位置に関係なく安定した許容数を確保できないという課題がある。
【００１１】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、エンドデバイスの位置に関係なく安定した許容数を確保できる位置検出システム及び位置検出方法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】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明の位置検出システムは、自己の第１の識別番号を少なくとも含む情報内容のデータを、チャネル毎に異なる無線周波数の無線送信信号に変換し、複数のチャネルの無線送信信号をチャネル毎に無線送信する送信機と、送信機から送信された複数のチャネルの無線送信信号を受信し、受信信号中の受信情報に含まれる第１の識別番号と受信時に測定した受信電波強度の測定値と自己の第２の識別番号とを少なくとも含むルータ別情報を生成して送信する構成でチャネル別に設けられた複数のルータと、複数のルータにより送信されたルータ別情報を、チャネル別に受信して送信する各チャネルの制御機器と、制御機器を介して複数チャネルのルータ別情報をチャネル毎に受信し、受信された少なくとも一のチャネルの複数のルータ別情報中の第２の識別番号から取得した各ルータの位置座標と受信電波強度とに基づいて、エンドデバイスの位置座標を算出するサーバとを備え、送信機の位置を検出することを特徴とする。
【００１３】
また、上記の目的を達成するため、本発明の位置検出方法は、送信機が、自己の第１の識別番号を少なくとも含む情報内容のデータを、チャネル毎に異なる無線周波数の無線送信信号に変換し、複数のチャネルの無線送信信号をチャネル毎に無線送信する送信ステップと、送信ステップで送信された複数のチャネルの無線送信信号を受信するルータが、受信信号中の受信情報に含まれる第１の識別番号と受信時に測定した受信電波強度の測定値と自己の第２の識別番号とを少なくとも含むルータ別情報を生成して送信する受信及び送信ステップと、複数の制御機器が、複数のルータにより送信されたルータ別情報を、チャネル別に受信して送信するチャネル別受信及び送信ステップと、チャネル別受信及び送信ステップで送信された複数チャネルのルータ別情報をチャネル毎に順次受信し、受信された少なくとも一のチャネルの複数のルータ別情報を、受信電波強度の高いものから順に予め定めた一定数選択し、選択したルータ別情報中の第２の識別番号から取得した各ルータの位置座標と受信電波強度とに基づいて、送信機の位置座標を算出する位置座標算出ステップと含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来の単一チャネルによるブロードキャストでの対応数に比較して、検出可能な送信機の数を増加でき、送信機の位置に関係なく安定した許容数を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の位置検出システムの一実施形態のシステム構成図である。
【図２】本発明の位置検出システムのルータの配置例を示す平面図である。
【図３】図１中のエンドデバイスの一実施形態のブロック図である。
【図４】図１中のエンドデバイスが送信する２チャネルの一例の説明図である。
【図５】図１中のルータの一実施形態のブロック図である。
【図６】図１中のコーディネータの一実施形態のブロック図である。
【図７】図１中の位置検出処理部の一実施形態のブロック図である。
【図８】本発明の位置検出方法の一実施形態の動作説明用フローチャートである。
【図９】エンドデバイスとルータの通信範囲の一例を示す図である。
【図１０】図１中の位置検出処理部の他の実施形態のブロック図である。
【図１１】エンドデバイスとルータの通信範囲と移動量の一例を説明する図である。
【図１２】従来の位置検出システムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の位置検出システムの一実施形態のシステム構成図である。同図において、本実施形態の位置検出システム１００では、送信機としての移動可能なエンドデバイス１０が複数チャネルの無線送信信号をチャネル毎に巡回的に切り替えて時系列的にブロードキャスト送信する無線送信機能を備える。ここでは、説明の簡単のためエンドデバイス１０はチャネルＡ（以下、「ｃｈＡ」とも表記する）とチャネルＢ（以下、「ｃｈＢ」とも表記する）の計２チャネルの無線送信信号を交互に切り替えて送信するものとする。
【００１７】
位置検出システム１００は、更に、チャネルＡの無線送信信号を受信する複数台のルータ２０Ａと、チャネルＢの無線送信信号を受信する複数台のルータ２０Ｂと、複数台のルータ２０Ａに共通接続された１台のチャネルＡ用の制御機器としてのコーディネータ３０Ａと、複数台のルータ２０Ｂに共通接続された１台のチャネルＢ用の制御機器としてのコーディネータ３０Ｂと、コーディネータ３０Ａ及び３０Ｂに接続されたサーバ４０とを有する構成である。サーバ４０は、パーソナルコンピュータ等により構成されており、コーディネータ３０Ａ及び３０Ｂとの間で双方向通信を行う機能や各種情報を表示する表示機能を有すると共に、位置検出処理部４５を有する。エンドデバイス１０とルータ２０Ａ及び２０Ｂとコーディネータ３０Ａ及び３０Ｂとの間は、ＺｉｇＢｅｅ無線ネットワークで無線通信ができる構成とされている。また、コーディネータ３０Ａ及び３０Ｂとサーバ４０との間は、有線ＬＡＮ（Local Area Network）や無線ＬＡＮのネットワーク、あるいはシリアル通信ネットワークで接続されている。
【００１８】
図２は、本発明になる位置検出システムのルータの配置の一例の平面図を示す。同図において、９台のｃｈＡ用ルータＲＡ１〜ＲＡ９（図１の２０Ａに相当）と、９台のｃｈＢ用ルータＲＢ１〜ＲＢ９（図１の２０Ｂに相当）とからなる計１８台のルータは、全体として３行６列の二次元マトリクス状に、かつ、チャネルが異なるルータ同士が隣接するように混在して配置されている。すなわち、水平方向及び垂直方向のいずれにおいてもｃｈＡ用ルータとｃｈＢ用ルータとが交互に混在して配置されている。ｃｈＡ用ルータＲＡ１〜ＲＡ９は、ｃｈＡ用コーディネータ３０Ａに共通接続されて第１のＺｉｇＢｅｅ無線ネットワークを構成している。同様に、ｃｈＢ用ルータＲＢ１〜ＲＢ９は、ｃｈＢ用コーディネータ３０Ｂに共通接続されて第２のＺｉｇＢｅｅ無線ネットワークを構成している。ｃｈＡ用ルータＲＡ１〜ＲＡ９とｃｈＢ用ルータＲＢ１〜ＲＢ９とは、それぞれ既知の位置に固定されている。
【００１９】
次に、本実施形態の各部の構成について説明する。図３は、エンドデバイス１０の一実施形態のブロック図を示す。同図において、エンドデバイス１０は、スイッチ（ＳＷ）回路１１と、クロックパルスを計数して設定したカウント値になるとリセットされる動作を繰り返して一定周期のパルスを連続的に発生するカウンタ１２と、カウンタ１２からのパルスに同期したスイッチング制御信号を発生してＳＷ回路１１をスイッチング制御する制御回路１３と、ＳＷ回路１１からの信号を無線送信信号として無線送信出力する発信回路１４とから大略構成されている。
【００２０】
ＳＷ回路１１は、予め設定されたベースバンドのｃｈＡの送信信号とｃｈＢの送信信号とを入力信号として受け、制御回路１３からスイッチング制御信号により所定時間毎に入力信号を交互に切り換えて時系列的に合成して出力する。ここでは、所定時間は例えば５秒である。発信回路１４は、所定時間毎に交互に入力されるｃｈＡの無線周波数帯の無線送信信号とｃｈＢの無線周波数帯の無線送信信号とにそれぞれ変換してブロードキャストする。ｃｈＡ及びｃｈＢの各無線送信信号のデータは同一内容で、エンドデバイスに割り当てられた自己の識別番号ＥＮ（例えば、２バイト）とデータの終わりを示す改行記号ＬＦ（例えば、０ｘ０Ａ）とからなるフォーマットとされ、ＡＳＣＩＩコードのテキストとして送信される。予めエンドデバイス１０の識別番号ＥＮとそのエンドデバイス１０の所有者は紐づけされているので、受信側においてエンドデバイス１０の識別番号ＥＮが分かれば、その所有者が分かるようになっている。
【００２１】
図４は、エンドデバイス１０が送信する２チャネルの一例の説明図を示す。図４（Ａ）は、２.４ＧＨｚの帯域のＩＥＥＥ８０２.１５.４のチャネルリストと各チャネル帯域を示し、図４（Ｂ）はＩＥＥＥ８０２.１５.４の各チャネル信号の周波数スペクトラムを示す。ＩＥＥＥ８０２.１５.４のチャネルリストに示される第１１チャネル〜第２６チャネルの各チャネル信号は帯域幅は２ＭＨｚで、かつ、帯域が重複しないように配置されている。一方、ＺｉｇＢｅｅで使用できるチャネルは帯域幅が２ＭＨｚである。従って、エンドデバイス１０は、このＩＥＥＥ８０２.１５.４のチャネルリストに示される第１１チャネル〜第２６チャネルの計１６チャネルのうち、予め設定した２つのチャネルをｃｈＡ、ｃｈＢとして選択する。
【００２２】
次に、ルータの構成例について説明する。図５は、ルータの一実施形態のブロック図を示す。ｃｈＡ用ルータ２０Ａ及びｃｈＢ用ルータ２０Ｂは受信部で受信する周波数がｃｈＡ用無線周波数であるかｃｈＢ用無線周波数であるかが異なるだけで、基本的には同じ構成であるので、図５ではそれらをまとめてルータ２０として示している。
【００２３】
図５において、ルータ２０では、データ受信部２１がエンドデバイス１０又は他のルータからの信号周波数がｃｈＡ用の無線周波数である受信信号のみ、あるいはｃｈＢ用の無線周波数である受信信号のみを選択受信し、その受信信号を電波強度計測部２２及びエンドデバイス識別部２４へ出力する。電波強度計測部２２は、ルータ２０における受信信号の電波強度ＲＳＳＩを公知の方法で計測する。また、エンドデバイス識別部２４は、受信信号中のエンドデバイスの識別番号ＥＮを識別する。
【００２４】
メモリ２６は、電波強度計測部２２で計測された電波強度ＲＳＳＩ及びエンドデバイス識別部２４で識別された受信信号の送信元のエンドデバイスの識別番号ＥＮとを記憶するとともに、ルータ識別番号発生部２３で発生されたこのルータ２０に割り当てられた固有の識別番号と、データ識別番号発生部２５で発生された、エンドデバイスからの送信信号を受信したときに割り当てられるデータ識別番号とを記憶する。
【００２５】
データ送信部２７は、メモリ２６に記憶された上記各情報を読み出して、例えば１６バイトのデータ識別番号ＳＮと、例えば２バイトの送信元のエンドデバイスの識別番号ＥＮと、受信したルータ２０に割り当てられた例えば２バイトの識別番号ＲＮと、受信したルータ２０で計測した受信電波強度ＲＳＳＩの例えば４バイトの値ＲＳと、データの終わりを示す改行記号ＬＦ（例えば０ｘ０Ａ）とを、この順で時系列的に合成したフォーマットのルータ別情報の送信信号を生成し、更にルータ２０がｃｈＡ用ルータ２０Ａの場合はｃｈＡの無線周波数の無線信号に、ｃｈＢ用ルータ２０Ｂの場合はｃｈＢの無線周波数の無線信号に変換して送信する。
【００２６】
なお、ルータ２０（２０Ａ又は２０Ｂ）は、エンドデバイス１０から送信された無線信号を受信しない場合は、自らのルータ識別番号のみをメモリ２６及びデータ送信部２７を通して送信することもできる。サーバ４０はルータ２０の配置位置が既知であるので、ルータの識別番号ＲＮとその配置位置座標とのテーブルをデータベース４７内に有しており、受信信号中のルータの識別番号ＲＮで上記テーブルを参照して受信信号中のルータの位置座標が分かるようになっている。
【００２７】
次に、コーディネータの構成例について説明する。図６は、コーディネータの一実施形態のブロック図を示す。ｃｈＡ用コーディネータ３０Ａ及びｃｈＢ用コーディネータ３０Ｂは受信部で受信する周波数がｃｈＡ用無線周波数であるかｃｈＢ用無線周波数であるかが異なるだけで、基本的には同じ構成であるので、図６ではそれらをまとめてコーディネータ３０として示している。
【００２８】
図６において、コーディネータ３０では、データ受信部３１がルータ２０からの信号周波数がｃｈＡ用の無線周波数である受信信号のみ、あるいはｃｈＢ用の無線周波数である受信信号のみを選択受信し、その受信信号を電波強度計測部３２及びルータ情報識別部３４へ出力する。電波強度計測部３２は、コーディネータ３０における受信信号の電波強度ＲＳＳＩを公知の方法で計測する。また、ルータ受信情報識別部３４は、受信信号の送信元のルータから送信された、そのルータのルータ識別番号ＲＮ、受信電波強度ＲＳＳＩの値ＲＳ、及びそのルータが受信したエンドデバイスの識別番号ＥＮなどのルータ受信情報を識別する。
【００２９】
メモリ３６は、電波強度計測部３２で計測された電波強度ＲＳＳＩ及びルータ受信情報識別部３４で識別されたルータ受信情報とを記憶するとともに、コーディネータ識別番号発生部３３で発生されたコーディネータ３０に割り当てられた固有の識別番号と、データ識別番号発生部３５で発生された、ルータ２０からの送信信号を受信したときに割り当てられるデータ識別番号とを記憶する。
【００３０】
データ送信部３７は、メモリ３６に記憶された上記各情報を読み出して時系列的に合成したフォーマットの送信信号を生成し、サーバ４０へ送信する。なお、コーディネータ３０のサーバへの送信信号の送信は図６では無線信号を送信する構成であるが、また、コーディネータ３０（３０Ａ又は３０Ｂ）は、ルータ２０（２０Ａ又は２０Ｂ）から送信された無線信号を受信しない場合は、自らのコーディネータ識別番号のみをメモリ３６及びデータ送信部３７を通して送信することもできる。
【００３１】
次に、サーバ４０内の位置検出処理部４５の構成について説明する。図７は、図１中の位置検出処理部の一実施形態のブロック図を示す。図７に示すように、本実施形態の位置検出処理部４５は、コーディネータ３０Ａ、３０Ｂとの間で通信を行う通信部４５１、データメモリ４５２、通信部４５１からの受信信号をデータメモリ４５２に書き込むための書き込み制御部４５３、データメモリ４５２に書き込まれた信号を読み出すための読み出し制御部４５４、データメモリ４５２から読み出された信号が供給される順位付け部４５５、順位付け部４５５からの信号に基づいて位置検出のための演算処理を行う位置算出部４５６から構成される。
【００３２】
次に、図１〜図７と共に説明した本実施形態の動作について、図８の位置検出方法の動作説明用フローチャートを併せ参照して説明する。例えば図９にＴ１で示すように、エンドデバイス１０がルータＲＢ５とルータＲＡ５との間に位置したとき、エンドデバイス１０と各ルータとの間ではＡＲ３で示す円形の通信範囲内で通信が行われるものとする。
【００３３】
まず、エンドデバイス１０からｃｈＡの無線送信信号とｃｈＢの無線送信信号とが例えば５秒毎に交互に切り換えられて送信される（ステップＳ１）。送信されたｃｈＡの無線送信信号は通信範囲ＡＲ３内のルータＲＡ２、ＲＡ４、ＲＡ５及びＲＡ８で受信され、ｃｈＢの無線送信信号は通信範囲ＡＲ３内のルータＲＢ２、ＲＢ５及びＲＢ８で受信される。
【００３４】
ルータＲＡ２、ＲＡ４、ＲＡ５及びＲＡ８と、ルータＲＢ２、ＲＢ５及びＲＢ８とはそれぞれ受信した無線送信信号に含まれるエンドデバイス１０の識別番号ＥＮと受信電波強度の測定値と自己の識別番号ＲＮとを少なくとも含むルータ別情報を生成して送信する（ステップＳ２）。すなわち、ステップＳ２ではルータＲＡ２、ＲＡ４、ＲＡ５及びＲＡ８は、それぞれ図５に示した構成によりエンドデバイス１０からのｃｈＡの無線送信信号を選択受信すると共にその時の受信電波強度ＲＳＳＩを測定し、その測定値ＲＳと送信元のエンドデバイスの識別番号ＥＮと自己の識別番号ＲＮ及びデータ識別番号ＳＮとからなるｃｈＡのルータ別情報を生成して、最寄りのルータ２０Ａ又はコーディネータ３０Ａへ送信する。一方、ルータＲＢ２、ＲＢ５及びＲＢ８は、それぞれ図５に示した構成によりエンドデバイス１０からのｃｈＢの無線送信信号を選択受信すると共にその時の受信電波強度ＲＳＳＩを測定し、その測定ＲＳと送信元のエンドデバイスの識別番号ＥＮと自己の識別番号ＲＮ及びデータ識別番号ＳＮとからなるｃｈＢのルータ別情報を生成して、最寄りのルータ２０Ｂ又はコーディネータ３０Ｂへ送信する。
【００３５】
次に、コーディネータ３０Ａ及び３０ＢはそれぞれｃｈＡのルータ別情報及びｃｈＢのルータ別情報とを受信してサーバ４０へ送信する（ステップＳ３）。サーバ４０はルータ別情報を受信し、サーバ４０内の位置検出処理部４５により受信したルータ別情報に基づいてエンドデバイス１０の位置座標を算出する（ステップＳ４）。
【００３６】
以下、ステップＳ４の算出動作を詳細に説明する。位置検出処理部４５は、通信部４５１によりコーディネータ３０Ａ及び３０Ｂから受信した受信信号を書き込み制御部４５３の制御によりデータメモリ４５２にタイムスタンプとともに書き込む。受信信号には前述したようにエンドデバイスの識別番号ＥＮ及びルータにおける受信電波強度からなる受信信号情報と、ルータの自己の識別番号ＲＮとが少なくとも含まれている。読み出し制御部４５４は、データメモリ４５２に書き込まれた情報のうち、タイムスタンプが新しい各ルータからの受信信号を読み出す。
【００３７】
順位付け部４５５は、読み出された各ルータからの受信信号を、同じチャネル毎にエンドデバイスとルータ間の受信電波強度が大きいものほど優先する順位付けをして位置算出部４５６へ出力する。チャネルは受信信号に含まれる受信したルータの識別番号ＲＮから識別可能である。表１は、ｃｈＡの受信信号に基づき、受信電波強度の順で順位付けされたルータとルータの配置位置と受信電波強度（ＲＳＳＩ値）とを対応させた順位表の一例を示す。
【００３８】
【表１】
2015057583.tif 000003
表１に示す順位表は、位置座標(X05,Y05)で表されるルータＲＡ５の受信電波強度r05が最も高く、以下、位置座標(X08,Y08)で表されるルータＲＡ８の受信電波強度r08、位置座標(X02,Y02)で表されるルータＲＡ２の受信電波強度r02、位置座標(X04,Y04)で表されるルータＲＡ４の受信電波強度r02の順で受信電波強度が高いことを示している。なお、ルータの位置座標は前述したようにサーバ４０内に設けられたデータベース４７中のルータの識別番号と位置座標とのテーブルを受信信号中のルータの識別番号で参照することで取得できる。
【００３９】
位置算出部４５６は、表１に示した順位表の情報のうち、例えば上位３つの情報を選択して下記の算出式によりエンドデバイス１０の位置Ｔ１の座標（XT1，YT1）を算出する。
【００４０】
XT1＝(r05×X05＋r08×X08＋r02×X02）/(r05+r08+r02)        (1a)
YT1＝(r05×Y05＋r08×Y08＋r02×Y02）/(r05+r08+r02)        (1b)
このようにして、サーバ４０は上記の算出座標（XT1，YT1）からエンドデバイス１０の図９に示した位置Ｔ１を検出することができる。
【００４１】
なお、算出式(1a)及び(1b)はｃｈＡの受信信号のみに基づくものであるが、ｃｈＢの受信信号についても上記と同様に、ｃｈＢの受信信号から受信電波強度順に所定数の情報を選択して上記と同様の算出式によりエンドデバイス１０の位置Ｔ１の座標（XT1，YT1）を算出して、その算出結果に基づいてエンドデバイス１０の位置を検出することができる。
【００４２】
次に、本実施形態の効果について説明する。図２に示した本発明の位置検出システムのルータの配置例において、エンドデバイス１０がルータＲＢ５とルータＲＡ５との間の１０１で示す位置にあるとき、ＡＲ３で示す円形の通信範囲内にある、図１２に示した従来の位置検出システムと同様に、６台のルータＲＡ２、ＲＢ２、ＲＡ５、ＲＢ５、ＲＡ８及びＲＢ８がエンドデバイス１０からの無線送信信号を受信するものとする。
【００４３】
この場合、本実施形態では、エンドデバイス１０１から５秒間隔で切り替えられて無線送信されるｃｈＡの無線送信信号とｃｈＢの無線送信信号の一方をルータＲＡ２、ＲＢ２、ＲＡ５、ＲＢ５、ＲＡ８及びＲＢ８がそれぞれ選択受信してそれらに接続されたコーディネータ３０Ａ又は３０Ｂに受信信号情報と共に受信電波強度の情報を送信する。また、この場合のエンドデバイス１０１と各ルータ間のトラフィックは、従来と同様にルータとルータ間、ルータとコーディネータ間のデータ転送レートをそれぞれ２５０ｋｂｐｓ、通信データサイズを１０００ビットとし、また、エンドデバイス１０１からの送信間隔を５秒とすると１つのチャネルについてはルータに対する送信間隔は１０秒となる。従って、１つのチャネルについては３台のルータが時間間隔１０秒でエンドデバイス１０１から送信された無線信号を受信することになる。
【００４４】
よって、本実施形態のエンドデバイス１０１と各ルータ間のトラフィックは、
１０００ビット×（１＋３）台÷１０秒＝４００ｂｐｓ
２５０ｋｂｐｓ÷４００ｂｐｓ＝６２５
となる。よって、図２に１０１で示した位置と同じ位置にあるエンドデバイスを同時に６２５個まで検出可能になる。実際には、各エンドデバイスの通信が必ずしも重ならない条件にはなく、上記算出した値よりも相当厳しい値となるが、説明を分かりやすくするため、上記の算出では順序良く通信している状態であることを想定している。
【００４５】
このようにして、本実施形態によれば、一つのチャネルだけでみると１０秒間隔でエンドデバイスからルータへの無線送信が行われ、かつ、異なるチャネル間のルータを使用することによってエンドデバイスからの無線送信信号を同時に受信できる到達ルータ数を低減することにより、従来の単一チャネルによるブロードキャストでの対応数に比較して、理論上、検出可能なエンドデバイス数を増加できることが分かる。
【００４６】
ところで、上記のように同時に受信できる到達ルータ数を低減すると、参照するルータ間（つまり同一チャネルのルータ間）の距離が単一チャネルのルータ間の距離よりも長くなることから、各ルータの受信電波強度が単一チャネルの場合よりも弱くなる傾向になる。受信電波強度が弱くなると電波受信状態が不安定になるため、受信電波強度のみを参照してエンドデバイスの位置を演算算出する上記の実施形態の位置検出システムでは、検出精度が劣化する可能性がある。
【００４７】
そこで、次に説明する他の実施形態では、上記の問題を解決するため、エンドデバイスの移動量に応じて適応的に、各チャネルを含めたルータの位置との距離比率からエンドデバイスの位置を算出するものである。
【００４８】
図１０は、図１に示した位置検出処理部４５の他の実施形態のブロック図を示す。図１０中、図７と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１０に示す図１の位置検出処理部４５の他の実施形態である位置検出処理部４５’は、データメモリ４５２の読み出し出力側に、メモリ４５７、順位付け部４５８、順位付け部４５９、第１の位置算出部４６０、第２の位置算出部４６１、移動量比較部４６２、スイッチ部（ＳＷ）４６３を設けた構成に特徴がある。
【００４９】
データメモリ４５２は、コーディネータ３０Ａ及び３０Ｂから出力されたｃｈＡ及びｃｈＢの各受信信号が順次に書き込まれる。前述したように受信信号にはエンドデバイスの識別番号ＥＮ及びルータにおける受信電波強度からなる受信信号情報と、ルータの自己の識別番号ＲＮとが少なくとも含まれている。本実施形態では、データメモリ４５２はｃｈＡ及びｃｈＢの両方のチャネルの受信信号を書き込み、読み出される。メモリ４５７は、データメモリ４５２から読み出された受信信号を一時保持し、データメモリ４５２から読み出される一方のチャネルの受信信号が読み出されるときに、前回書き込まれた他方のチャネルの受信信号を出力する。
【００５０】
次に、本実施形態の動作について説明する。例えば図９と同様に、図１１にＴ１で示すように、エンドデバイス１０がルータＲＢ５とルータＲＡ５との間に位置したとき、エンドデバイス１０と各ルータとの間ではＡＲ３で示す円形の通信範囲内で通信が行われるものとする。この場合、エンドデバイス１０から５秒毎に交互に切り換えられて送信されるｃｈＡの無線送信信号とｃｈＢの無線送信信号のうち、ｃｈＡの無線送信信号は通信範囲ＡＲ３内のルータＲＡ２、ＲＡ４、ＲＡ５及びＲＡ８で受信され、ｃｈＢの無線送信信号は通信範囲ＡＲ３内のルータＲＢ２、ＲＢ５及びＲＢ８で受信される。
【００５１】
ルータＲＡ２、ＲＡ４、ＲＡ５及びＲＡ８は、それぞれ図５に示した構成によりエンドデバイス１０からのｃｈＡの無線送信信号を選択受信すると共にその時の受信電波強度ＲＳＳＩを測定し、その測定値ＲＳと送信元のエンドデバイスの識別番号ＥＮと自己の識別番号ＲＮ及びデータ識別番号ＳＮとからなるフォーマットのルータ別情報を生成して、最寄りのルータ２０Ａ又はコーディネータ３０Ａをそれぞれ通してサーバ４０へ送信する。一方、ルータＲＢ２、ＲＢ５及びＲＢ８は、それぞれ図５に示した構成によりエンドデバイス１０からのｃｈＢの無線送信信号を選択受信すると共にその時の受信電波強度ＲＳＳＩを測定し、その測定値ＲＳと送信元のエンドデバイスの識別番号ＥＮと自己の識別番号ＲＮ及びデータ識別番号ＳＮとからなるフォーマットのルータ別情報を生成して最寄りのルータ２０Ｂ又はコーディネータ３０Ｂをそれぞれ通してサーバ４０へ送信する。
【００５２】
サーバ４０は、内部に設けた図１０のブロック図の位置検出処理部４５’の通信部４５１でｃｈＡ及びｃｈＢのルータ別情報を順次受信する。データメモリ４５２は通信部４５１から交互に出力されたｃｈＡの受信信号とｃｈＢの受信信号とを順次に書き込む。メモリ４５７は、データメモリ４５２から交互に読み出されたｃｈＡの受信信号とｃｈＢの受信信号とを一時保持する。
【００５３】
順位付け部４５８は、データメモリ４５２から読み出された最新の一方のチャネル（例えばｃｈＡとする）のルータＲＡ２、ＲＡ４、ＲＡ５及びＲＡ５の受信情報を受信電波強度の強い順に順位付けして順位表を作成する。これにより、例えば表１に示したような順位表が得られる。第１の位置算出部４６０は、順位付け部４５８による順位付けにより作成された順位表の上位３つの情報に基づき、ｃｈＡの受信情報から前述した(1a)式及び(1b)式と同様の下記の算出式による演算を行って、図１１にＴ１で示したエンドデバイス１０の位置座標(XT1,YT1)を算出する。
【００５４】
XT1＝(r05×X05＋r08×X08＋r02×X02）/(r05+r08+r02)        (2a)
YT1＝(r05×Y05＋r08×Y08＋r02×Y02）/(r05+r08+r02)        (2b)
一方、順位付け部４５９は、データメモリ４５２から読み出された最新の一方のチャネル（ここではｃｈＡ）のルータＲＡ２、ＲＡ４、ＲＡ５及びＲＡ５の受信情報と、その受信情報よりもデータメモリ４５２から１つ前に読み出された他方のチャネル（ここではｃｈＢ）のルータＲＢ２、ＲＢ５、ＲＢ８の受信情報（以下、前回の受信情報）の両方に基づいて、受信電波強度の強い順に順位付けする。
【００５５】
表２は、順位付け部４５９で最新の受信信号と前回の受信情報の両方に基づき受信電波強度の順で順位付けされた、ルータとルータの配置位置と受信電波強度（ＲＳＳＩ値）とを対応させた順位表の一例を示す。
【００５６】
【表２】
2015057583.tif 000004
表２に示す順位表は、位置座標(XN5,YN5)で表されるルータＲＢ５の受信電波強度rn5が最も高く、以下、位置座標(X05,Y05)で表されるルータＲＡ５の受信電波強度r05、位置座標(X08,Y08)で表されるルータＲＡ８の受信電波強度r08、位置座標(XN8,YN5)で表されるルータＲＢ８の受信電波強度rn8、位置座標(X02,Y02)で表されるルータＲＡ２の受信電波強度r02、位置座標(XN2,YN2)で表されるルータＲＢ２の受信電波強度rn2、位置座標(X04,Y04)で表されるルータＲＡ４の受信電波強度r02の順で受信電波強度が高いことを示している。
【００５７】
第２の位置算出部４６１は、表２に示した順位表の情報のうち、例えば上位３つの情報を選択して下記の算出式によりエンドデバイス１０の位置Ｔ１の座標（XT1，YT1）を算出する。
【００５８】
XT1＝(rn5×XN5＋r05×X05＋r08×X08）/(rn5+r05+r08)        (3a)
YT1＝(rn5×YN5＋r05×Y05＋r08×Y08）/(rn5+r05+r08)        (3b)
移動量比較部４６２は、第１の位置算出部４６０で(2a)式及び(2b)式により算出された今回のエンドデバイスの検出位置座標(XT1,YT1)と、データメモリ４５２から今回の受信信号の直前に読み出された前回の受信信号に対して同様に第１の位置算出部４６０で算出して保持していた前回のエンドデバイスの検出位置座標（これを(Xp,Yp)とする）とに基づいて、次式によりエンドデバイスの移動量を算出する。
【００５９】
移動量＝√{(Xp−XT1)2＋(Yp−YT1)2}          (4)
そして、移動量比較部４６２は、算出した上記の移動量が予め定めた閾値Ｃ以上であるかどうかを比較判定し、その判定結果に応じた論理値のスイッチング信号を生成してＳＷ部４６３に供給してスイッチング制御する。上記の閾値Ｃは任意に設定可能であるが、例えば図１１にＡＲ５で示した範囲の移動量を示す。
【００６０】
移動量比較部４６２は、算出した移動量が閾値Ｃ以上の場合は移動量が大きいので、互いのルータ間配置距離が比較的大きな一方のチャネル（上記の例ではｃｈＡ）のルータからの受信情報のみでの位置検出が可能であると判断し、ＳＷ部４６３により第１の位置算出部４６０で一方のチャネル（上記の例ではｃｈＡ）のみの今回の（最新の）受信情報に基づき(2a)式及び(2b)式により算出した位置座標(XT1,YT1)を選択出力させる。
【００６１】
他方、移動量比較部４６２は、算出した移動量が閾値Ｃ未満の場合は移動量が小さいので、ルータ間配置距離が短い両方のチャネルの隣接するルータからの受信情報を用いた方が正確な位置検出ができると判断し、ＳＷ部４６３により第２の位置算出部４６１で今回の（最新の）受信情報と前回の受信情報の両方を用いて(3a)式及び(3b)式により算出した位置座標(XT1,YT1)を選択出力させる。
【００６２】
このように、本実施形態によれば、異なるチャネル間のルータを使用することで同一チャネルのルータ間距離が単一チャネルの場合より長い場合であっても、エンドデバイスの移動量に応じて今回の一つのチャネルの受信情報のみか、今回と前回の両方のチャネルの受信情報のいずれかを切り替え使用して位置検出座標を算出するようにしたため、単一チャネルの場合と同様にエンドデバイスの位置を正確に検出することができる。
【００６３】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば位置検出処理部４５’は移動量に応じて一定比率で異なるチャネルの受信情報を使用したが、移動量に合わせて合成比率を可変する方法でもよい。特に、移動が無い（止まっている）ときや、移動量が非常に小さいときは、従来の単一チャネルのルータ配置と同じ性能が得られる。
【符号の説明】
【００６４】
１０  エンドデバイス（送信機）
１１  スイッチ回路（ＳＷ）
１２  カウンタ
１３  制御回路
１４  発信回路
２０、２０Ａ、２０Ｂ  ルータ
２１、３１  データ受信部
２２、３２  電波強度計測部
２３  ルータ識別番号発生部
２４  エンドデバイス識別部
２５、３５  データ識別番号発生部
２６、３６、４５７  メモリ
２７、３７  データ送信部
３０、３０Ａ、３０Ｂ  コーディネータ（制御機器）
３３  コーディネータ識別番号発生部
３４  ルータ受信情報識別部
４０  サーバ
４５、４５’  位置検出処理部
４７  データベース
４５１  通信部
４５２  データメモリ
４５３  書き込み制御部
４５４  読出し制御部
４５５、４５８、４５９  順位付け部
４５６  位置算出部
４６０  第１の位置算出部
４６１  第２の位置算出部
４６２  移動量比較部
【図１】
2015057583.tif 000005
【図３】
2015057583.tif 000006
【図４】
2015057583.tif 000007
【図５】
2015057583.tif 000008
【図６】
2015057583.tif 000009
【図７】
2015057583.tif 000010
【図８】
2015057583.tif 000011
【図１０】
2015057583.tif 000012
【図２】
2015057583.tif 000013
【図９】
2015057583.tif 000014
【図１１】
2015057583.tif 000015
【図１２】
2015057583.tif 000016