(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人環境監視システムであって、
浮遊微小粒子密度に関するデータを含むセンサデータを収集する携帯型環境データコレクタと、
上記携帯型環境データコレクタに無線により結合された携帯型ハンドセットとを備え、
上記携帯型ハンドセットは、上記携帯型環境データコレクタによって収集された上記センサデータを用いて作成された浮遊微小粒子密度に関する移動環境プロファイルと、上記携帯型ハンドセット上で受信されたユーザ入力を用いて作成された浮遊微小粒子密度のための設定を含む個人環境プロファイルとの間の不適合性を検出するために、上記移動環境プロファイルと上記個人環境プロファイルとを持続的に比較し、
不適合性が検出されると、環境管理動作を開始し、上記不適合性を排除するために、局所的環境を自動的に調節することを特徴とする監視システム。
【請求項２】
上記局所的環境は、少なくとも空調設備によって自動的に調整されることを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
上記局所的環境は、少なくとも加湿システムによって自動的に調整されることを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項４】
上記局所的環境は、少なくとも換気システムによって自動的に調整されることを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項５】
上記環境管理動作は、上記携帯型ハンドセット上に警報を出力することを含むことを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項６】
上記環境管理動作は、遠隔の監視サーバに警報を送信することを含むことを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項７】
上記環境管理動作は、環境制御システムにコマンドを送信することを含むことを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項８】
上記環境管理動作は、上記携帯型ハンドセット上へのユーザ入力を介して特定されることを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項９】
上記監視システムは、上記携帯型ハンドセットに無線により結合された外部センシングシステムをさらに備え、上記移動環境プロファイルはさらに、上記外部センシングシステムによって収集されたセンサデータを用いて作成されることを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項１０】
上記携帯型ハンドセットは、上記携帯型環境データコレクタに、上記携帯型ハンドセット上のユーザ入力を用いて生成されたセンサ選択情報を送信し、上記携帯型環境データコレクタは、上記センサ選択情報を用いて、上記携帯型環境データコレクタ上の環境センサ一式から一部のセンサを選択してセンサデータを収集することを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項１１】
個人環境監視方法であって、
ユーザ入力を用いて浮遊微小粒子密度のための設定を含む個人環境プロファイルを作成するステップと、
浮遊微小粒子密度に関するデータを含むセンサデータを収集する携帯型環境データコレクタによって収集された上記センサデータを用いて浮遊微小粒子密度に関する移動環境プロファイルを作成するステップと、
上記携帯型環境データコレクタに無線により結合された携帯型ハンドセットにおいて、上記移動環境プロファイルと上記個人環境プロファイルとを、適合性について、持続的に比較するステップと、
不適合性が検出されると、環境管理動作を開始するステップと、
上記不適合性を排除するために、局所的環境を自動的に調節するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人環境の監視に関し、より具体的には、近傍の環境状態をリアルタイムで移動式に監視して、監視されている人の環境感度との適合性を確保することに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、異常温度、異常湿度、および、所定の密度範囲内の浮遊微小粒子が存在することなどといった環境状態は、各個人の呼吸に有害反応を生じさせ、不快感を生じさせたり、入院を招いたり、さらには死に到らせることもある。地域別の天気予報および大気状態予報は、呼吸器の健康を損なう危険がある環境状態について、有用な警告を提供することが可能である。しかし、地域予報は、常に正確であるとは限らない。さらに、ある人の近傍の環境状態は、地域の状態と相違する場合もある。例えば、地域予報は、屋内汚染物質を説明することはできない。また、地域予報は、各個人に特有の環境感度を考慮するものではない。例えば、塵に対して異常に高い感度を有する人は、中程度の塵粒レベルの環境において、このような感度を有さない人よりも、呼吸困難になりやすい。
【０００３】
個人の呼吸器の健康状態を、ある程度局所的な環境状態に基づいて、リアルタイムで監視する移動式システムが知られている。例えば、２００９年４月３０日公開の、Ayyagari et al.の“Method and System for Self-Monitoring of Environment-Related Respiratory Ailments”を名称とする米国出願番号第１１／９９９，５６９（ＵＳ−２００９−０１１２１１４Ａ１）号は、携帯型ハンドセットが、局所的に収集された環境的および生理学的センサデータを用いて生成された呼吸器の健康に関する情報と、患者の背景情報とをリアルタイムで出力するシステムを記載している。しかし、このシステムは、センサデータを収集するために、ボディーエリアネットワークの機器構成を必要とする。さらにこのシステムは、例えば、連続的ラ音の数（wheeze rate）、断続的ラ音の数（crackle rate）、脈拍数、呼吸数、吸息時間、呼息時間、および／または、ＳｐＯ２レベルといった生理学的データを基にして、呼吸器の健康評価を作成する。また、呼吸器の健康評価に用いられる患者の背景情報は、患者に特有の環境感度に対応する個人環境プロファイルを含まない。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、個人環境監視方法およびシステム、並びに当該方法およびシステムにおいて使用するための携帯型モニタを提供する。本発明は、近傍の環境状態をリアルタイムで移動式に監視して、監視されている人に特有の環境感度への適合性を確保することを可能にする。本発明は、幾つかの実施形態において、ネットワークに接続せずに、近傍の環境状態をリアルタイムで移動式に監視することを提供する、完全に集積化されたモバイル機器を含む。
【０００５】
本発明の一態様では、携帯型個人環境モニタは、データ取得モジュールと、データ取得モジュールに通信可能に結合されたプロセッサと、プロセッサに通信可能に結合されたユーザインターフェースモジュールとを備えている。ここで、プロセッサの制御下において、携帯型モニタは、データ取得モジュール上の少なくとも１つのセンサによって収集されたセンサデータを用いて作成された移動環境プロファイルと、ユーザインターフェースモジュール上で受信された入力を用いて作成された個人環境プロファイルとの間の適合性を判定するために、移動環境プロファイルと個人環境プロファイルとを持続的に比較し、移動環境プロファイルと個人環境プロファイルとの間のその時の適合性に基づいて動的に調節された個人環境状況表示を、ユーザインターフェースモジュール上に出力する。
【０００６】
幾つかの実施形態において、個人環境状況表示は、通常表示、軽度の警報、および重度の警報の間で、動的に調節される。
【０００７】
幾つかの実施形態において、携帯型モニタは、完全に集積化されたデバイスである。
【０００８】
幾つかの実施形態において、データ取得モジュールは、浮遊微小粒子センサ、温度センサ、および湿度センサを含む。
【０００９】
幾つかの実施形態において、入力は、環境パラメータのための個人設定を含む。
【００１０】
幾つかの実施形態において、この環境パラメータとは、浮遊微小粒子の存在、浮遊微小粒子の密度、周囲温度、または相対湿度である。
【００１１】
幾つかの実施形態において、個人環境プロファイルは、１つの環境パラメータのための１つの個人設定を含み、移動環境プロファイルは、上記１つの環境パラメータのための１つの値を含み、プロセッサの制御下の携帯型モニタは、上記個人設定と上記値との間のその時の適合性に基づいて動的に調節された個人環境状況表示を出力する。
【００１２】
幾つかの実施形態において、上記値は測定値である。
【００１３】
幾つかの実施形態において、上記値は、複数の測定値を用いて生成された変化率である。
【００１４】
幾つかの実施形態において、重度の警報は、変更の忠告を含む。
【００１５】
幾つかの実施形態において、プロセッサの制御下の携帯型モニタは、ユーザインターフェースモジュール上で受信された入力を用いて、データ取得モジュール上の環境センサ一式から一部のセンサを選択して、センサデータを収集する。
【００１６】
本発明の別の一態様では、個人環境監視システムは、携帯型環境データコレクタと、携帯型環境データコレクタに無線により結合された携帯型ハンドセットとを備える。ここで、携帯型ハンドセットは、携帯型環境データコレクタによって収集されたセンサデータを用いて作成された移動環境プロファイルと、携帯型ハンドセット上で受信されたユーザ入力を用いて作成された個人環境プロファイルとの間の不適合性を検出するために、移動環境プロファイルと個人環境プロファイルとを持続的に比較し、不適合性が検出されると、環境管理動作を開始する。
【００１７】
幾つかの実施形態において、環境管理動作は、携帯型ハンドセット上に警報を出力することを含む。
【００１８】
幾つかの実施形態において、環境管理動作は、遠隔の監視サーバに警報を送信することを含む。
【００１９】
幾つかの実施形態において、環境管理動作は、環境制御システムにコマンドを送信することを含む。
【００２０】
幾つかの実施形態において、環境管理動作は、携帯型ハンドセット上のユーザ入力を介して特定される。
【００２１】
幾つかの実施形態において、このシステムは、携帯型ハンドセットに無線により結合された外部センシングシステムをさらに含み、移動環境プロファイルはさらに、外部センシングシステムによって収集されたセンサデータを用いて作成される。
【００２２】
幾つかの実施形態において、携帯型ハンドセットは、携帯型環境データコレクタに、携帯型ハンドセット上のユーザ入力を用いて生成されたセンサ選択情報を送信し、携帯型環境データコレクタは、このセンサ選択情報を用いて、携帯型環境データコレクタ上の環境センサ一式から一部のセンサを選択して、センサデータを収集する。
【００２３】
本発明のさらに他の態様では、個人環境監視方法は、ユーザ入力を用いて個人環境プロファイルを作成するステップと、センサデータを用いて移動環境プロファイルを作成するステップと、移動環境プロファイルと個人環境プロファイルとを、適合性について、持続的に比較するステップと、不適合性が検出されると、環境管理動作を開始するステップとを含む。
【００２４】
幾つかの実施形態において、環境管理動作は、警報を出力することを含む。
【００２５】
本発明のこれらの態様および他の態様は、下記の詳細な説明を、以下に簡単に説明する図面と一緒に参照することによって、より良好に理解されよう。当然ながら、本発明は、添付の特許請求の範囲によって、規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の幾つかの実施形態における携帯型個人環境モニタを示す図である。
【図２】図１の携帯型モニタを、より詳細に示す図である。
【図３】図１の携帯型モニタの演算要素を示す図である。
【図４】図１の携帯型モニタによって行われる個人環境監視方法を示す図である。
【図５】本発明の幾つかの実施形態における個人環境監視システムを示す図である。
【図６】図５からの携帯型環境データコレクタをより詳細に示す図である。
【図７】図５からの携帯型環境データコレクタの演算要素を示す図である。
【図８】図５からの携帯型ハンドセットをより詳細に示す図である。
【図９】図５からの携帯型ハンドセットの演算要素を示す図である。
【図１０】図５の個人環境監視システムにおいて行われる個人環境監視方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明の幾つかの実施形態における携帯型個人環境モニタ１１０を示す図である。携帯型モニタ１１０は、筐体内に電子部品が設けられた、完全に集積化された家電装置である。この筐体は、電子部品に水が入り込まないように保護するために、耐水性であってよい。携帯型モニタ１１０は、通常動作の間は、ネットワークにつながってない。携帯型モニタ１１０は、監視されているユーザ１００の腰部に取り付けられた状態で示されているが、他の実施形態では、携帯型モニタ１１０は、人体の他の位置に配置されていてもよいし、または手で支えられていてもよい。
【００２８】
図２は、携帯型モニタ１１０をより詳細に示す図である。携帯型モニタ１１０は、入力を受信して、ユーザ１００に対して出力を行うように構成されたユーザインターフェースモジュール２１０を含む。ユーザインターフェースモジュール２１０は、キーパッド、タッチスクリーン、および／または、入力を受信するためのマイクロフォン、並びに、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）若しくは発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイなどの表示部、並びに、出力を行うためのラウドスピーカを含む。
【００２９】
携帯型モニタ１１０は、データ取得モジュール２２０をさらに備えている。データ取得モジュール２２０は、多数のセンサ２２２、２２４、２２６を有する環境センサ一式を含む。これらのセンサ２２２、２２４、２２６は、それぞれ、異なる多数の環境パラメータを測定するためのものである。浮遊微小粒子センサ２２２は、粒子の存在を検出する、および／または、粒子密度を（例えば、ミリグラム／立方センチメートルの単位で、または、１立方メートルあたりの粒子の数で）測定するセンサである。幾つかの実施形態において、浮遊微小粒子センサ２２２は、幾つかの範囲の粒径について粒子密度を測定する。他の実施形態では、浮遊微小粒子センサ２２２は、粒径に関係なく、全体の粒子密度を測定する。一例として、Sharp Electronics Corporation社が部品番号ＧＰ２Ｙ１０１０ＡＵとして市販する粒子センサ、および／または、Shinyei Corporation社が部品番号ＰＰＤ３ＮＳとして市販する粒子センサが、用いられ得る。温度センサ２２４は、周囲温度を測定するセンサである。一例として、Canadian Thermostats & Control Devices, Ltd（Cantherm）社が部品番号ＭＦ５１Ｅ１０３Ｆ３９５０Ｃとして市販する温度センサが用いられ得る。湿度センサ２２６は相対湿度を測定するセンサである。一例として、Measurement Specialties, Inc.社が部品番号ＨＴＳ２０３０ＳＭＤとして市販する湿度センサが用いられ得る。データ取得モジュール２２０はまた、センシング動作およびデータ報告動作を促進させるための回路、例えば、ドライバ／コントローラ、増幅器、フロントエンドフィルタ、および、１つ以上のＡ／Ｄ変換器を含む。
【００３０】
携帯型モニタ１１０は、ソフトウェア、設定、およびデータを記憶するように構成されたメモリ２４０をさらに備えている。幾つかの実施形態において，メモリ２４０は、１つ以上のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）素子および１つ以上の読出専用メモリ（ＲＯＭ）素子を含む。
【００３１】
携帯型モニタ１１０は、要素２１０、２２０、２４０間を通信可能に結合されたプロセッサ（ＣＰＵ）２３０をさらに備えている。プロセッサ２３０は、メモリ２４０内に記憶されたソフトウェア、基準設定、およびデータを実行すると共に、要素２１０、２２０、２４０と相互動作して、携帯型モニタ１１０によって支援される様々な特徴および機能を行うように構成されている。幾つかの実施形態において、プロセッサ２３０は、マイクロコントローラである。
【００３２】
図３は、本発明の幾つかの実施形態において、個人環境の監視を容易にするように動作する携帯型モニタ１１０の要素を示す図である。これらの要素は、データ取得コントローラ３１０、データ記憶装置３２０、データ分析モジュール３３０、およびユーザインターフェースコントローラ３４０を含む。モジュール３１０、３３０、３４０は、プロセッサ２３０が実行可能な命令を有するソフトウェアプログラムであって、ユーザ１００用の個人環境プロファイルを、ユーザインターフェースモジュール２１０上で受信された個人環境設定を用いて作成し、データ取得モジュール２２０上で受信された環境センサデータを用いて、移動環境プロファイルを作成し、データ記憶装置３２０にデータを記憶すると共にデータ記憶装置３２０からデータを取り出し、このようなデータを操作し、ユーザ１００と近傍の環境状態とのその時の適合性に基づいて個人環境状況表示を動的に調節し、この個人環境状況表示をユーザインターフェースモジュール２１０上に出力する。
【００３３】
ユーザインターフェースコントローラ３４０は、個人環境設定を受信し、これらを、データ記憶装置３２０に記憶する。個人環境設定は、ユーザ１００がユーザインターフェースモジュール２１０上に入力することによって、構成される。個人環境設定は、もし超過されると環境警報を始動させる、環境パラメータの許容条件、閾値、および／または、変化率を特定することが可能である。個人環境設定は、ユーザ１００の特有の環境感度に基づいて選択されることが可能であり、すなわち、個人環境設定は、ユーザ１００にとっての許容環境であって、もし満たされないならば、ユーザ１００の過去の経験に基づいて、ユーザ１００の健康に悪影響を与えることが見込まれる環境を特定する。個人環境設定には、例えば、浮遊微小粒子の存在（すなわち、ブールデータ型閾値）、浮遊微小粒子の最大密度、浮遊微小粒子の最大密度変化率、浮遊微小粒の最大粒径、最小周囲温度、最大周囲温度、最大周囲温度変化率、最小相対湿度、最大相対湿度、および最大相対湿度変化率が含まれ得る。幾つかの実施形態では、異なる種類の浮遊微小粒子のために、例えば、最大塵粒密度および最大煙粒子密度などの設定を、別々に構成してもよい。
【００３４】
データ取得コントローラ３１０は、環境センサデータを受信し、これらをデータ記憶装置３２０に記憶する。環境センサデータは、データ取得モジュール２２０から持続的に受信される。データ取得コントローラ３１０は、データ取得モジュール２２０を、携帯型モニタ１１０上で構成されたポーリング間隔でポーリングし、環境センサデータを取得することが可能である。取得された環境センサデータは、例えば、浮遊微小粒子の存在に関するデータ、浮遊微小粒子密度データ、周囲温度データ、および、相対湿度データを含むことが可能である。データ取得コントローラ３１０は、十分な頻度で、データ取得モジュール２２０から環境センサデータを取得して、ユーザ１００の特有の環境感度に、近傍の環境状態が適合するかを、常に、正確に判定することを確保する。幾つかの実施形態では、米国特許出願第１２／３８４，３６８号の教示を利用することによって、データ取得コントローラ３１０が、浮遊微小粒子センサ２２２から受信された環境センサデータを用いて、１つ以上の粒径および／または粒子の種類を決定する。当該米国特許出願第１２／３８４，３６８号は、“Methods and Systems for Particle Characterization Using Optical Sensor Output Signal Fluctuation”を名称とし、本出願と同日に出願され、本出願と共通の譲受人を有している。当該米国特許出願第１２／３８４，３６８号を参照することによって、本願に援用する。
【００３５】
この、１つ以上の粒径および／または粒子の種類を決定することは、光学センサ出力信号の光の変動成分を用いて粒子を評価する方法およびシステムを利用することによって、実現可能である。光の変動成分は、出力信号に高域フィルタを適用することによって、分離可能である。光の変動成分を使用することにより、多数の波長または多数の角度における測定をしなくても、比較的軽量の計算機を用いて、粒子の評価（例えば、粒径、種類、および、信頼性に関する情報の提供）が可能になる。本方法およびシステムは、携帯型モニタに、リアルタイムの浮遊微小粒子の評価を組み込むことが可能である。本方法およびシステムは、粒子密度の情報を判定することによって粒子をさらに評価するために、出力信号を用いてもよい。
【００３６】
データ分析モジュール３３０は、ユーザ１００用の個人環境プロファイルを、データ記憶装置３２０に記憶された個人環境設定を用いて作成する。個人環境プロファイルは、１つ以上の環境パラメータのための１つ以上の設定を含む。この設定は、例えば、環境パラメータの、条件、最小値、最大値、最小変化率、または最大変化率を確定し得る。これらの環境パラメータには、例えば、浮遊微小粒子の存在、浮遊微小粒子密度、周囲温度、または相対湿度が含まれ得る。データ分析モジュール３３０は、この個人環境プロファイルを、データ記憶装置３２０に記憶する。
【００３７】
データ分析モジュール３３０はまた、データ記憶装置３２０内に記憶された環境センサデータを用いて、移動環境プロファイルを作成すると共に、定期的にアップデートする。移動環境プロファイルは、複数の環境パラメータのための測定値および／または変化率を含む。データ分析モジュール３３０は、移動環境プロファイルに、瞬時値ではなく、値の移動平均または加重移動平均を利用して、データを平均化し、誤った警報を低減することが可能である。データ分析モジュール３３０はまた、環境センサデータを分析に適した形に変換するために必要な、前処理機能を実行する。データ分析モジュール３３０は、移動環境プロファイルをデータ記憶装置３２０に記憶する。
【００３８】
データ分析モジュール３３０は、個人環境プロファイルと移動環境プロファイルとを、適合性について、持続的に比較して、これらのプロファイル間の適合性のその時の状況に基づいて、個人環境状況表示を動的に調節する。幾つかの実施形態では、個人環境状況表示は、通常表示、軽度の警報、および重度の警報間で、動的に調節される。ユーザの構成によっては、個人環境状況表示は、１つの個人環境設定、または複数の個人環境設定の指定された１つの組み合わせに対するその時の適合性に基づいて、動的に調節される。例えば、データ分析モジュール３３０は、１つ以上の、浮遊微小粒子の存在、浮遊微小粒子密度、周囲温度、または相対湿度の測定値または変化率が、当該測定値または変化率のためにユーザ１００が設定した個人環境設定を、第１の程度だけ超過したことを判定すると、軽度の警報を出力してよく、測定値または変化率が、この個人環境設定を、第１の程度よりも大きい第２の程度だけ超過したことを判定すると、重度の警報を出力してよい。あるいは、データ分析モジュール３３０は、測定値または変化率が、もう少しで個人環境設定を超過しそうになっていることを判定すると、軽度の警報を出力してもよく、測定値または変化率が、個人環境設定を超過したことを判定すると、重度の警報を出力してよい。何らかの警報が発せられない時は、データ分析モジュール３３０は、通常表示を出力する。警報は、テキストメッセージを含んでいてよい。警報テキストメッセージは、警報の理由（例えば、「湿度が低すぎる」）を識別し、変更の忠告（例えば、「この環境から離れて下さい」、「加湿器を作動させて下さい」）を行ってよい。
【００３９】
さらに、個人環境状況表示の視覚部品は、色分けされていてよい。例えば、通常表示は緑色で表示され、軽度の警報は黄色で表示され、重度の警報は赤色で表示されてよい。
【００４０】
ユーザインターフェースコントローラ３４０は、ユーザインターフェースモジュール２１０上に、移動環境プロファイルデータを持続的に出力する。出力された移動環境プロファイルデータは、浮遊微小粒子の存在、浮遊微小粒子密度、温度、および湿度といった環境パラメータの状態、並びに、測定された瞬時の（または移動平均の）値および変化率を含み得る。
【００４１】
ユーザインターフェースコントローラ３４０はまた、ユーザインターフェースモジュール２１０に、個人環境状況表示を持続的に出力する。個人環境状況表示は、個人環境プロファイルと移動環境プロファイルとのその時の適合性に応じて、通常表示、軽度の警報、および重度の警報を含む。警報には、可聴警報、可触警報（例えば振動警報）、および／または、視覚警報、並びに、警報の理由を示すと共に環境変更の忠告を行うテキストメッセージが含まれる。
【００４２】
図４は、携帯型モニタ１１０によって行われる個人環境監視方法を示す図である。ユーザ１００が、ユーザインターフェースモジュール２１０上に、１つ以上の個人環境設定を入力する（４０５）。プロセッサ２３０の制御下の携帯型モニタ１１０は、この個人環境設定を用いて個人環境プロファイルを作成して、データ取得モジュール２２０上の環境センサ一式から、個人環境設定に対応するセンサ２２２、２２４、２２６のうちの選択された複数のセンサを動作させる（４１０）。例えば、ユーザ１００が浮遊微小粒子密度設定を入力し、他の任意の設定を入力しないならば、浮遊微小粒子センサ２２２だけが動作される。センサ２２２、２２４、２２６のうちの動作しているセンサは、その後、環境センサデータを収集し、この環境センサデータは、分析のために持続的にプロセッサ２３０に伝えられる（４１５）。プロセッサ２３０の制御下の携帯型モニタ１１０は、このセンサデータを用いて移動環境プロファイルを作成する（４２０）。プロセッサ２３０の制御下の携帯型モニタ１１０は、その後、移動環境プロファイルと個人環境プロファイルとを比較することによって、ユーザ１００と近傍の環境との適合性を判定する（４２５）。プロセッサ２３０の制御下の携帯型モニタ１１０は、その後、その時の適合性に基づいて、個人環境状況表示を出力する（４３０）。不適合性が検出されると、プロセッサ２３０の制御下の携帯型モニタ１１０は、ユーザインターフェースモジュール２１０を介して、ユーザ１００に警報を出力する。この警報は、重度の警報または軽度の警報であってよく、変更の忠告を含んでいてよい。
【００４３】
図５は、本発明の幾つかの実施形態における個人環境監視システム５００を示す図である。これらの実施形態では、コンピュータネットワークが、システム処理の負担を共有し、付加価値特徴を支援し、外部環境センサデータの統合、システムデータの臨床的検査、および、局所的環境の自動調節などを可能にする。システム５００は、携帯型環境データコレクタ５１０を含む。コレクタ５１０は、監視されているユーザ５０５の腰部に取り付けられた状態で示されているが、他の実施形態では、コレクタ５１０は、人体の別の箇所に配置されていてもよいし、手で支えられていてもよい。コレクタ５１０は、ユーザ５０５の近傍にある携帯型ハンドセット５２０に、無線により、Bluetooth（登録商標）または他の短距離通信プロトコルを介して結合されている。ハンドセット５２０は、通信ネットワーク５６０を介して、遠隔の監視サーバ５４０に通信可能に結合されている。ハンドセット５２０はまた、（図示されるような）通信ネットワーク５６０または直接無線リンクを介して、外部センシングシステム５３０および環境制御システム５５０に通信可能に結合されている。
【００４４】
図６は、コレクタ５１０をより詳細に示す図である。コレクタ５１０は、データ取得モジュール６１０を有している。データ取得モジュール６１０は、多数のセンサ６１２、６１４、６１６を有する環境センサ一式を含む。多数のセンサ６１２、６１４、６１６は、それぞれ、異なる多数の環境パラメータを測定するためのセンサである。データ取得モジュール６１０は、粒子の存在を検出し、および／または、粒子密度を測定する浮遊微小粒子センサ６１２と、周囲温度を測定する温度センサ６１４と、相対湿度を測定する湿度センサ６１６とを含む。データ取得モジュール２２０はまた、センシング動作およびデータ報告動作を容易にするための、ドライバ／コントローラ、増幅器、フロントエンドフィルタ、および、１つ以上のＡ／Ｄ変換器などの回路を含む。
【００４５】
コレクタ５１０は、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）インターフェースモジュール６２０をさらに含む。ＰＡＮインターフェースモジュール６２０は、無線リンクを介して、ハンドセット５２０とデータを交換するための、短距離無線インターフェース、例えばBluetoothインターフェースを有している。
【００４６】
コレクタ５１０はまた、ソフトウェア、設定、およびデータを記憶するように構成されたメモリ６４０を含む。幾つかの実施形態において、メモリ６４０は、１つ以上のＲＡＭ素子および１つ以上のＲＯＭ素子を含む。
【００４７】
コレクタ５１０は、要素６１０、６２０、６４０間を通信可能に結合されたプロセッサ（ＣＰＵ）６３０をさらに備えている。プロセッサ６３０は、メモリ６４０内に記憶されたソフトウェア、基準設定、およびデータを実行すると共に、要素６１０、６２０、６４０と相互動作して、コレクタ５１０によって支援される様々な特徴および機能を行うように構成されている。幾つかの実施形態において、プロセッサ６３０は、マイクロコントローラである。
【００４８】
図７は、本発明の幾つかの実施形態において、個人環境の監視を容易にするように動作する、コレクタ５１０の要素を示す図である。これらの要素には、ＰＡＮインターフェースコントローラ７１０、データ取得コントローラ７２０、およびデータ記憶装置７３０が含まれる。要素７１０、７２０は、プロセッサ６３０が実行可能な命令を有するソフトウェアプログラムであって、ハンドセット５２０とインターフェースして、センサ６１２、６１４、６１６のうちの複数のセンサを動作させて環境データを収集し、動作しているセンサによって収集された環境センサデータを受信し、これをデータ記憶装置７３０に記憶し、動作しているセンサによって収集された環境データをデータ記憶装置７３０から取り出し、これをハンドセット５２０に送信する。
【００４９】
ＰＡＮインターフェースコントローラ７１０は、コレクタ５１０に代わって、コレクタ５１０とハンドセット５２０との間の、Bluetoothリンクなどの短距離無線リンクを管理する。この管理には、リンクの確立およびティアダウン、データフォーマテイング、およびデータ変換が含まれる。
【００５０】
データ取得コントローラ７２０は、環境センサデータを受信し、これを、データ記憶装置７３０に記憶する。環境センサデータは、データ取得モジュール６１０から持続的に受信される。データ取得モジュール７２０は、データ取得モジュール６１０を、コレクタ５１０上で構成されたポーリング間隔でポーリングし、環境センサデータを取得することが可能である。取得された環境センサデータは、例えば、浮遊微小粒子の存在に関するデータ、浮遊微小粒子密度データ、周囲温度データ、および相対湿度データを含みことが可能である。
【００５１】
ハンドセット５２０は、ユーザ５０５によって動作される手持ち式のモバイル電子装置である。ハンドセット５２０は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、インターネットアプライアンス、メディアプレーヤ（例えばIPod）といった、多目的装置であってもよいし、または、個人環境監視システム５００の内部で使用するために特別に設計された装置であってもよい。
【００５２】
図８は、ハンドセット５２０をより詳細に示す図である。ハンドセット５２０は、入力を受信すると共にユーザ５０５に対して出力するように構成されたユーザインターフェース８１０を含む。ユーザインターフェースモジュール８１０は、キーパッド、タッチスクリーン、および／または、入力を受信するためのマイクロフォン、並びに、ＬＣＤ若しくはＬＥＤディスプレイなどの表示部、並びに、出力を行うためのラウドスピーカを含む。
【００５３】
ハンドセット５２０は、ＰＡＮインターフェースモジュール８２０をさらに含む。ＰＡＮインターフェースモジュール８２０は、携帯型コレクタ５１０と無線リンクを介してデータを交換するための、短距離無線インターフェース、例えば、Bluetoothインターフェースを備えている。
【００５４】
ハンドセット５２０は、ネットワークインターフェースモジュール８３０をさらに含む。ネットワークインターフェースモジュール８３０は、遠隔の監視サーバ５４０と通信ネットワーク５６０を介してデータを交換すると共に、外部センシングシステム５３０および環境制御システム５５０と、通信ネットワーク５６０を介して、または直接無線リンクによってデータを交換するために、１つ以上の無線インターフェース、例えば、無線ＬＡＮまたはセル方式インターフェースを有している。
【００５５】
ハンドセット５２０はさらに、ソフトウェア、設定、およびデータを記憶するように構成されたメモリ８５０を含む。幾つかの実施形態において、メモリ８５０は、１つ以上のＲＡＭ素子および１つ以上のＲＯＭ素子を含む。
【００５６】
ハンドセット５２０はさらに、要素８１０、８２０、８３０、８５０間を通信可能に結合されたプロセッサ（ＣＰＵ）８４０を含む。プロセッサ８４０は、メモリ８５０内に記憶されたソフトウェア、基準設定、およびデータを実行すると共に、要素８１０、８２０、８３０、８５０と相互動作して、ハンドセット５２０によって支援される様々な特徴および機能を実行するように構成されている。
【００５７】
図９は、本発明の幾つかの実施形態において、個人環境の監視を容易にするように動作するハンドセット５２０の要素を示す図である。これらの要素には、ＰＡＮインターフェースコントローラ９１０、ネットワークインターフェースコントローラ９２０、データ記憶装置９３０、データ分析モジュール９４０、および、ユーザインターフェースコントローラ９５０が含まれる。要素９１０、９２０、９４０、９５０は、プロセッサ８４０が実行可能な命令を有するソフトウェアプログラムであって、ユーザ５０５用の個人環境プロファイルを、ユーザインターフェースモジュール８１０上で受信した個人環境設定を用いて作成し、コレクタ５１０からＰＡＮインターフェースモジュール８２０を介して受信した環境センサデータを用いて、移動環境プロファイルを作成し、データ記憶装置９３０にデータを記憶すると共にデータ記憶装置９３０からデータを取り出し、このようなデータを操作して、ユーザ５０５と局所的な環境状態との不適合性が検出されると、特定の動作を開始する。
【００５８】
ＰＡＮインターフェースコントローラ９１０は、ハンドセット５２０に代わって、コレクタ５１０とハンドセット５２０との間の無線リンクを管理する。この管理には、リンクの確立およびティアダウン、データフォーマテイング、およびデータ変換が含まれる。ＰＡＮインターフェースコントローラ９１０はまた、コレクタ５１０からＰＡＮインターフェースモジュール８２０を介して受信された環境データを、データ記憶装置９３０に記憶する。
【００５９】
ネットワークインターフェースコントローラ９２０は、ハンドセット５２０に代わって、ハンドセット５２０と通信ネットワーク５６０との間の無線リンクを管理する。この管理には、リンクの確立およびティアダウン、データフォーマテイング、およびデータ変換、並びに、外部センシングシステム５３０および／または環境制御システム５５０への他の任意の無線リンクを管理することが含まれる。
【００６０】
ユーザインターフェースコントローラ９５０は、個人環境設定を受信して、これをデータ記憶装置９３０に記憶する。個人環境設定は、ユーザ５０５がユーザインターフェースモジュール８１０上に入力することによって、構成される。個人環境設定は、もし超過されると環境警報を始動させる、環境パラメータの許容条件、閾値、および／または、変化率を特定することが可能である。個人環境設定は、ユーザ５０５の特有の環境感度に基づいて選択されることが可能である。個人環境設定には、例えば、浮遊微小粒子の存在（すなわち、ブールデータ型閾値）、浮遊微小粒子の最大密度、浮遊微小粒子の最大密度変化率、最小周囲温度、最大周囲温度、最大周囲温度変化率、最小相対湿度、最大相対湿度、および最大相対湿度変化率が含まれ得る。幾つかの実施形態では、異なる種類の浮遊微小粒子、例えば塵および煙のために、別々の設定を構成してもよい。
【００６１】
データ分析モジュール９４０は、ユーザ５０５用の個人環境プロファイルを、データ記憶装置９３０に記憶された個人環境設定を用いて作成する。個人環境プロファイルは、１つ以上の環境パラメータのための１つ以上の設定を含む。この設定は、例えば、１つの環境パラメータの条件、最小値、最大値、最小変化率、または最大変化率を確定し得る。環境パラメータには、例えば、浮遊微小粒子の存在、浮遊微小粒子密度、周囲温度、または相対湿度が含まれ得る。データ分析モジュール９４０は、この個人環境プロファイルを、データ記憶装置９３０に記憶する。
【００６２】
データ分析モジュール９４０はまた、コレクタ５１０から受信されてデータ記憶装置９３０に記憶された環境センサデータを用いて、移動環境プロファイルを作成すると共に、これを定期的にアップデートする。移動環境プロファイルは、複数の環境パラメータの測定値および／または変化率を含む。データ分析モジュール９４０は、移動環境プロファイルに、瞬時値ではなく、値の移動平均または加重移動平均を利用して、データを平均化し、誤った警報を低減することも可能である。データ分析モジュール９４０はまた、環境センサデータを分析に適した形に変換するために必要な、前処理機能を実行する。データ分析モジュール９４０は、この移動環境プロファイルを、データ記憶装置９３０に記憶する。
【００６３】
データ分析モジュール９４０はさらに、適合性のために、持続的に、個人環境プロファイルと移動環境プロファイルとを比較し、不適合性が検出されると、１つ以上の特定の動作を開始する。特定の動作には、例えば、ユーザインターフェースモジュール８１０上に出力するための環境警報を生成すること、臨床医の分析のために遠隔の監視サーバ５４０に送信するための環境警報を生成すること、および、不適合性を排除する試みにおいて、環境制御システム５５０に送信するための、局所的環境を自動的に調節する（例えば、サーモスタットまたは加湿器を制御する）ためのコマンドを生成することが含まれ得る。
【００６４】
ユーザインターフェースコントローラ９５０は、ユーザインターフェースモジュール８１０上に、移動環境プロファイルデータを持続的に出力する。出力された移動環境プロファイルデータは、浮遊微小粒子の存在、浮遊微小粒子密度、温度、および湿度といった環境パラメータの状態、並びに、測定された瞬時の（または移動平均の）値および変化率を含み得る。
【００６５】
ユーザインターフェースコントローラ９５０はまた、ユーザインターフェースモジュール８１０上に、イベント・ドリブン環境警報を出力する。環境警報には、可聴警報、可触警報（例えば振動警報）、および／または、視覚警報、並びに、警報の理由を示すと共に環境変更の忠告を行うテキストメッセージが含まれる。
【００６６】
外部センシングシステム５３０は、１つ以上の環境パラメータを測定および報告する、ユーザ５０５に近接したシステムである。例えば、外部センシングシステム５３０は、塵を検知する空気清浄器であってもよいし、または、周囲温度および／または相対湿度を検知し、環境データを、ネットワークインターフェースモジュール８３０を介してハンドセット５２０に報告する無線気象観測所であってよい。
【００６７】
遠隔の監視サーバ５４０は、ユーザのアレルギー専門医や他の臨床医といった二次ユーザがアクセス可能な演算装置であって、検査および分析のために、携帯型ハンドセット５２０からアップロードされたデータを抽出する。幾つかの実施形態では、遠隔の監視サーバ５４０はまた、臨床医が、環境警報に応答して作成された変更済み個人環境プロファイルなどのデータを、ハンドセット５２０にダウンロードすることを可能にする。
【００６８】
環境制御システム５５０は、ユーザ５０５が位置する屋内環境を調節するように構成されたシステムである。環境制御システム５５０は、例えば、空調設備、暖房、加湿システム、または換気システムであってよい。
【００６９】
通信ネットワーク５６０は、データ通信ネットワークであり、１つ以上の有線若しくは無線ＬＡＮ、ＷＡＮ、ＷｉＭＡＸネットワーク、ＵＳＢネットワーク、セル方式ネットワーク、および／または、ａｄ−ｈｏｃネットワークを含み得る。これらはそれぞれ、ハンドセット５２０を、遠隔の監視サーバ５３０および環境制御システム５５０に通信可能に結合させるように動作する、スイッチ、ルータ、ブリッジ、ハブ、アクセスポイント、または基地局といった、１つ以上のデータ通信ノードを有していてよい。幾つかの実施形態では、通信ネットワーク５６０は、インターネットを横断する。
【００７０】
図１０は、個人環境監視システム５００において行われる個人環境監視方法を示す図である。ユーザ５０５が、ハンドセット５２０上に、１つ以上の個人環境設定および１つ以上の特定の動作を入力する（１００５）。ハンドセット５２０は、この個人環境設定を用いて個人環境プロファイルを作成し、コレクタ５１０上のセンサ６１２、６１４、６１６のうちの、個人環境設定との適合性を確認するために動作させなければならない複数のセンサを選択し、センサ選択情報を生成する（１０１０）。ハンドセット５２０は、センサ選択情報を、ＰＡＮインターフェースモジュール８２０を介して、コレクタ５１０に送信する（１０１５）。コレクタ５１０は、センサ選択情報を、ＰＡＮインターフェースモジュール６２０を介して受信し、センサ６１２、６１４、６１６のうちの選択されたセンサを動作させる。センサ６１２、６１４、６１６のうちの選択されたセンサは、その後、環境センサデータを収集し（１０２０）、このデータは、分析のために、ＰＡＮインターフェース８２０を介して、ハンドセット５２０に持続的に伝えられる（１０２５）。ハンドセット５２０はまた、別個に、外部センシングシステム５３０から補足的環境センサデータを受信する（１０３０）。ハンドセット５２０は、この補足的環境センサデータを用いて、移動環境プロファイルを作成する（１０３５）。ハンドセット５２０は、その後、移動環境プロファイルと個人環境プロファイルとを比較することによって、ユーザ５０５の、局所的な環境との適合性を判定する（１０４０）。不適合性が検出されると、ハンドセット５２０は、１つ以上の特定の動作、例えば、環境警報を生成し、ユーザインターフェースモジュール８１０上に出力すること、環境警報を生成し、臨床医分析のために遠隔の監視サーバ５４０に送信すること、および／または、不適合性を排除する試みにおいて、環境を自動的に調節する（例えば、サーモスタットまたは加湿器を制御する）ためのコマンドを生成し、環境制御システム５５０に送信すること、を開始する（１０４５）。
【００７１】
本発明は、本発明の原理または本質的特徴から逸脱することなく、他の特定の形態においても実施可能であることは、当業者には明らかであろう。従って、本明細書は、あらゆる点において、説明のためのものであり、決して限定するためのものではないと見なされる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって示されており、本発明の意味および範囲に属する全ての変更は、本発明に包含されるものであることが意図される。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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