(57)【要約】【課題】ユーザの身体の複数箇所でセンサデータを取得し、システム管理に要するコスト・手間を削減する。【解決手段】センシングシステムは、ユーザの身体に装着され、計測した物理量を示すセンサデータを無線送信する複数のセンサ端末１−１〜１−Ｎと、ユーザが所持し、複数のセンサ端末１−１〜１−Ｎと外部のゲートウェイ装置３との間でセンサデータの中継を行うセンサ中継装置２とを備える。複数のセンサ端末１−１〜１−Ｎとセンサ中継装置２との間では、近距離無線通信方式で通信が行われる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの身体に装着され、計測した物理量を示すセンサデータを無線送信する複数のセンサ端末と、
ユーザが所持し、前記複数のセンサ端末と外部のゲートウェイ装置との間で前記センサデータの中継を行うセンサ中継装置とを備え、
前記複数のセンサ端末と前記センサ中継装置との間で近距離無線通信方式で通信が行われることを特徴とするセンシングシステム。
【請求項２】
請求項１記載のセンシングシステムにおいて、
各センサ端末は、
物理量を計測するセンサ回路と、
このセンサ回路が計測した物理量を示すセンサデータを無線送信する第１の近距離無線通信手段とを備え、
前記センサ中継装置は、
前記センサ端末からのセンサデータを受信する第２の近距離無線通信手段と、
この第２の近距離無線通信手段で受信したセンサデータを前記ゲートウェイ装置へ転送するゲートウェイ通信用無線通信手段とを備えることを特徴とするセンシングシステム。
【請求項３】
請求項２記載のセンシングシステムにおいて、
前記センサ中継装置は、
さらに、前記第２の近距離無線通信手段と前記ゲートウェイ通信用無線通信手段で共用するアンテナと、
このアンテナに前記第２の近距離無線通信手段と前記ゲートウェイ通信用無線通信手段とを交互に接続する切替スイッチとを備えることを特徴とするセンシングシステム。
【請求項４】
請求項２記載のセンシングシステムにおいて、
前記センサ中継装置は、
さらに、前記第２の近距離無線通信手段の専用の第１のアンテナと、
前記ゲートウェイ通信用無線通信手段の専用の第２のアンテナとを備えることを特徴とするセンシングシステム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセンシングシステムにおいて、
各センサ端末は、センサ端末の動作に必要な電気エネルギーを蓄積する電池、または環境エネルギーを電気エネルギーに変換する環境発電素子を備え、
前記センサ中継装置は、センサ中継装置の動作に必要な電気エネルギーを蓄積する電池を備えることを特徴とするセンシングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサやバイタルセンサなどのセンサ端末と、センサ端末からのセンサデータを収集してゲートウェイ装置へ転送するセンサ中継装置とを備えたセンシングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的なウェアラブルセンサ端末を収容するセンシングシステムの構成を図７に示し、別のセンシングシステムの構成を図８に示す。例えば、非特許文献１では、図７に示すようにユーザ１００が身に付ける腕時計型のウェアラブルセンサ端末１０１に全てのセンサを集中させ、ウェアラブルセンサ端末１０１で収集したセンサデータをスマートフォンなどのゲートウェイ装置１０２に無線送信するようにしていた。
【０００３】
一方で非特許文献２では、図８に示すように複数のウェアラブルセンサ端末１０１−１〜１０１−５をユーザ１００の身体に装着し、複数のウェアラブルセンサ端末１０１−１〜１０１−５で収集したセンサデータをゲートウェイ装置１０２に無線送信するようにしていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】佐藤誠他，“生体データと加速度データを用いた行動認識”，情報処理学会第６５回全国大会講演論文集，２００３年
【非特許文献２】増田大輝他，“ウェアラブルセンサを用いたテニス上達支援システムの提案”，マルチメディア，分散，協調とモバイル（ＤＩＣＯＭＯ２０１４）シンポジウム論文集，２０１４年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に開示された技術では、バイタルデータ等のセンサデータの取得箇所がユーザの腕部に集中し、充電等の管理が必要なセンサ端末が１つであるため、利便性が高い反面、センサデータを取得する位置が腕に固定されるため、体全体の正確なバイタルデータを取得することができないという課題があった。
【０００６】
一方で非特許文献２に開示された技術では、センサデータの取得箇所がユーザの体の複数の位置にあるため、正確なバイタルデータを取得できる可能性があるものの、通信方式としてブルートゥース（Bluetooth（登録商標））のような中距離の通信方式を採用し、外部のゲートウェイと通信する構成のため消費電力が大きく、また複数のセンサ端末の充電の管理が必要となり、利便性が低下するという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ユーザの身体の複数箇所でセンサデータを取得することができ、またシステム管理に要するコスト・手間を削減することができるセンシング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】
【０００８】
本発明のセンシングシステムは、ユーザの身体に装着され、計測した物理量を示すセンサデータを無線送信する複数のセンサ端末と、ユーザが所持し、前記複数のセンサ端末と外部のゲートウェイ装置との間で前記センサデータの中継を行うセンサ中継装置とを備え、前記複数のセンサ端末と前記センサ中継装置との間で近距離無線通信方式で通信が行われることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のセンシングシステムの１構成例において、各センサ端末は、物理量を計測するセンサ回路と、このセンサ回路が計測した物理量を示すセンサデータを無線送信する第１の近距離無線通信手段とを備え、前記センサ中継装置は、前記センサ端末からのセンサデータを受信する第２の近距離無線通信手段と、この第２の近距離無線通信手段で受信したセンサデータを前記ゲートウェイ装置へ転送するゲートウェイ通信用無線通信手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のセンシングシステムの１構成例において、前記センサ中継装置は、さらに、前記第２の近距離無線通信手段と前記ゲートウェイ通信用無線通信手段で共用するアンテナと、このアンテナに前記第２の近距離無線通信手段と前記ゲートウェイ通信用無線通信手段とを交互に接続する切替スイッチとを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のセンシングシステムの１構成例において、前記センサ中継装置は、さらに、前記第２の近距離無線通信手段の専用の第１のアンテナと、前記ゲートウェイ通信用無線通信手段の専用の第２のアンテナとを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のセンシングシステムの１構成例において、各センサ端末は、センサ端末の動作に必要な電気エネルギーを蓄積する電池、または環境エネルギーを電気エネルギーに変換する環境発電素子を備え、前記センサ中継装置は、センサ中継装置の動作に必要な電気エネルギーを蓄積する電池を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザの身体に複数のセンサ端末を装着することにより、ユーザの身体の複数箇所でセンサデータを取得することができる。また、本発明では、複数のセンサ端末とセンサ中継装置との間で近距離無線通信方式で通信を行うことにより、センサ端末の通信にかかる電力を大幅に低減することが可能となり、センサ端末の電源として例えば小型の電池を用いる場合であっても長時間の駆動が可能となり、センサ端末を複数用いる本発明において、充電等の管理が必要な装置をセンサ中継装置に限定することができ、システム管理に要するコスト・手間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係るセンシングシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るセンシングシステムのセンサ端末とセンサ中継装置とをユーザに装着した様子を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るセンサ端末の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るセンサ中継装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るセンサ中継装置で用いるアンテナを説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るセンサ中継装置の外観図である。
【図７】従来のセンシングシステムの構成を示すブロック図である。
【図８】従来のセンシングシステムの別の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［発明の原理］
上記の課題を解決するために、本発明では、ユーザの身体に装着するセンサ端末に近距離・低消費電力の無線通信手段を設けると共に、ユーザの身体の一部に小型のセンサ中継装置を装着し、センサ端末で収集したセンサデータを中継することで、センサ端末の小型化・低消費電力化を図るとともに、充電等の管理が必要なセンサ中継装置１つとしている。
【００１３】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係るセンシングシステムの構成を示すブロック図、図２は本実施の形態のセンサ端末とセンサ中継装置とをユーザに装着した様子を示す模式図である。本実施の形態のセンシングシステムは、ユーザＡの身体に装着される複数のセンサ端末１−１〜１−Ｎと（Ｎは２以上の整数）、ユーザＡの身体に装着され、センサ端末１−１〜１−Ｎと後述するゲートウェイ装置との間でセンサデータの中継を行うセンサ中継装置２と、センシングシステムをネットワーク５に接続するためのゲートウェイ装置３と、センサ端末１−１〜１−Ｎからのセンサデータを受信して処理する機能を備えたサーバ装置４とから構成される。
【００１４】
ユーザＡは、身体の複数箇所にセンサ端末１−１〜１−Ｎを装置すると共に、腕や腰など邪魔にならない個所にセンサ中継装置２を装着する。センサ端末１−１〜１−Ｎの例としては、物理量を計測するセンサ端末がある。センサ端末１−１〜１−Ｎは、計測した物理量の情報を含むセンサデータを無線送信する。物理量を計測するセンサ端末の例としては、例えば加速度センサや、人のバイタルサインを計測するバイタルセンサ等がある。
【００１５】
センサ中継装置２は、センサ端末１−１〜１−Ｎから受信したセンサデータをゲートウェイ装置３へ転送する。
ゲートウェイ装置３は、ネットワーク５との通信を可能にする機能を備え、センサ端末１−１〜１−Ｎからセンサ中継装置２を介して受信したセンサデータをサーバ装置４へ転送する。
【００１６】
サーバ装置４は、収集したセンサデータを基に、例えば非特許文献１に開示されているようにユーザＡの健康管理を支援したり、非特許文献２に開示されているようにユーザＡの活動を支援したりする。なお、本発明は様々なゲートウェイ装置３やサーバ装置４に適用可能であり、ゲートウェイ装置３やサーバ装置４の構成に限定されるものではないので、ゲートウェイ装置３とサーバ装置４の詳細な説明は省略する。
【００１７】
図３（Ａ）はセンサ端末１−１の構成を示すブロック図である。センサ端末１−１は、加速度やバイタルサイン等を計測するセンサ回路１０と、センサ回路１０が計測した物理量の情報を含むセンサデータを定期的に無線送信する近距離無線通信部１１と、センサ端末１−１に必要な電力を供給する電池１２とを備えている。
【００１８】
近距離無線通信部１１の通信距離は、ユーザＡの身体に装着されたセンサ中継装置２までの約１ｍ程度の距離をカバーすることができればよい。この近距離無線通信部１１の無線通信規格としては、例えばＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）やジグビー（Zigbee）がある。これにより、低消費電力での無線通信を実現することができる。また、このような電波を用いた無線通信の代わりに、音波を用いた無線通信でもよいし、電界・磁界を用いた無線通信でもよい。
【００１９】
本実施の形態では、センサ端末１−１の通信にかかる電力を大幅に低減することが可能となり、小型の電池１２であっても長時間の駆動が可能となり、センサ端末１−１の管理コストを低減することができる。
【００２０】
また、通信にかかる電力を低減できることから、電池１２の代わりに、図３（Ｂ）のような環境発電素子１３を用いてもよい。環境発電素子１３は、光、熱、振動等の環境エネルギーを電気エネルギーに変換してセンサ端末１−１の電源電圧を発生する。
図３（Ａ）、図３（Ｂ）では、センサ端末１−１の構成を例に挙げて説明しているが、他のセンサ端末１−２〜１−Ｎの構成もセンサ端末１−１と同じである。
【００２１】
図４はセンサ中継装置２の構成を示すブロック図である。センサ中継装置２は、センサ端末１−１〜１−Ｎからのセンサデータを受信する近距離無線通信部２０と、受信したセンサデータをゲートウェイ装置３へ転送するゲートウェイ通信用無線通信部２１と、例えばセンサ中継装置２に固有のＩＤ（識別情報）を記憶する記憶装置２２と、センサ中継装置２に必要な電力を供給する電池２３とを備えている。
【００２２】
近距離無線通信部２０は、電波を用いた無線通信を行うものでもよいし、音波を用いた無線通信を行うものでもよいし、電界・磁界を用いた無線通信を行うものでもよい。近距離無線通信部２０としては、センサ端末１−１〜１−Ｎの近距離無線通信部１１に対応するものを使用すればよい。
【００２３】
ゲートウェイ通信用無線通信部２１の無線通信規格としては、例えばブルートゥース（Bluetooth）やジグビー（Zigbee）、ワイファイ（Wi-Fi）などがある。ゲートウェイ通信用無線通信部２１の通信距離は、例えば数ｍから数十ｍ程度の距離をカバーすることができればよい。なお、これら無線通信規格に限らず、目的に適した通信規格を適宜採用すればよいことは言うまでもない。
【００２４】
ゲートウェイ通信用無線通信部２１は、近距離無線通信部２０が受信したセンサデータと記憶装置２２に記憶されている自装置のＩＤとをゲートウェイ装置３へ無線送信する。ゲートウェイ装置３は、センサ中継装置２のＩＤが付加されたセンサデータを、上記のとおりサーバ装置４へ転送する。
【００２５】
本実施の形態では、ユーザがセンサ中継装置２を身に付けているのであるから、センサ中継装置２のＩＤとユーザの個人情報とを予め対応付けてサーバ装置４に登録しておけば、サーバ装置４は、センサデータに付加されたセンサ中継装置２のＩＤに基づいてユーザを特定することが可能になる。
【００２６】
センサ中継装置２は、図５（Ａ）に示すように近距離無線通信部２０とゲートウェイ通信用無線通信部２１で１つのアンテナ２４を共用するようにしてもよい。この場合、近距離無線通信部２０およびゲートウェイ通信用無線通信部２１とアンテナ２４との間に切替スイッチ２５を設け、図示しないスイッチ制御手段が切替スイッチ２５を制御することにより、アンテナ２４に近距離無線通信部２０とゲートウェイ通信用無線通信部２１とを交互に接続すればよい。
【００２７】
また、センサ中継装置２は、図５（Ｂ）に示すように近距離無線通信部２０の専用のアンテナ２６と、ゲートウェイ通信用無線通信部２１の専用のアンテナ２７とを個別に備えていてもよい。
【００２８】
センサ中継装置２のサイズや形状は、ユーザが装着しやすいサイズで、かつアンテナ形状に違和感のないものとすればよい。例えば図６（Ａ）の例では、センサ中継装置２を、ユーザが指に嵌める指輪型の形状としている。この場合、リング２８の部分にアンテナ２４（あるいは２６，２７）を設けることになる。
【００２９】
また、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）の例では、センサ中継装置２を、ユーザが持ち歩くキーホルダー型の形状としている。この場合、図６（Ｂ）のようにキーリング２９の部分にアンテナ２４（あるいは２６，２７）を設けたり、図６（Ｃ）のように持ち手３０の部分にアンテナ２４（あるいは２６，２７）を設けたりすることになる。また、センサ中継装置２を、腰のベルトに固定する、例えば万歩計（登録商標）のような形状としてもよいし、センサ中継装置２自体を帯状にして、ユーザが腰に巻くようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、センサ端末１−１〜１−Ｎからセンサデータを収集するセンシングシステムに適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１−１〜１−Ｎ…センサ端末、２…センサ中継装置、３…ゲートウェイ装置、４…サーバ装置、５…ネットワーク、１０…センサ回路、１１，２０…近距離無線通信部、１２，２３…電池、１３…環境発電素子、２１…ゲートウェイ通信用無線通信部、２２…記憶装置、２４，２６，２７…アンテナ、２５…切替スイッチ。
【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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