(57)【要約】【課題】フレキシブルかつプログラム可能なシステムを提供する。【解決手段】ビルディング等の限定されたエリア内の対象の管理及び制御のためのシステムであって、前記システムは、超音波又は可聴音波を用いて、ビルディングの部屋の中で信号を送信及び受信する、複数の電子式識別チップと、超音波又は可聴音波を用いて、同じ部屋の中のチップへ信号を送信し、又は、同じ部屋の中のチップからの信号を受信する、複数の固定部屋用検知器と、前記チップ及び前記部屋用検出器からの情報を受信するために、ネットワークを介して全ての前記部屋用検出器と通信する中央制御ユニットであって、前記中央制御ユニットは、前記チップから受信した情報と前記チップの許可に関連してあらかじめ記憶された情報とを処理し、所定の基準に従ってアラーム及び警告を発生させる、中央制御ユニットと、を備える。【選択図】図１
2009037643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビルディング等の限定されたエリア内の対象の管理及び制御のためのシステムであって、前記システムは、
超音波又は可聴音波を用いて、ビルディングの部屋の中で信号を送信及び受信する、複数の電子式識別チップと、
超音波又は可聴音波を用いて、同じ部屋の中のチップへ信号を送信し、又は、同じ部屋の中のチップからの信号を受信する、複数の固定部屋用検知器と、
前記チップ及び前記部屋用検出器からの情報を受信するために、ネットワークを介して全ての前記部屋用検出器と通信する中央制御ユニットであって、前記中央制御ユニットは、前記チップから受信した情報と前記チップの許可に関連してあらかじめ記憶された情報とを処理し、所定の基準に従ってアラーム及び警告を発生させる、中央制御ユニットと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記チップは、前記部屋用検出器の一つからのコールに対応して識別コードを送信するように配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
所定のゾーン内の移動検出手段をさらに備え、前記システムは、前記ゾーンで未許可の移動があると判断された場合にアラームを発生させるよう配置されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記チップは、所定間隔で識別コードを送信するように配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記それぞれのチップは、超音波通信と可聴音波通信とを切り替える手段を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
ビルディング等の限定されたエリア内の対象の管理及び制御のためのシステムであって、前記システムは、
超音波又は可聴音波を用いて、ビルディングの部屋の中で信号を送信及び受信する、複数の電子式識別チップと、
超音波又は可聴音波を用いて、同じ部屋の中のチップへ信号を送信し、又は、同じ部屋の中のチップからの信号を受信する、複数の固定部屋用検知器と、
前記チップ及び前記部屋用検出器からの情報を受信するために、ネットワークを介して全ての前記部屋用検出器と通信する中央制御ユニットであって、前記中央制御ユニットは、部屋用検出器を介して見つかったチップに一般コールを送信し、前記チップからの応答をどの部屋用検出器で受信したかを決定することによって、前記チップの位置を決定する、中央制御ユニットと、
を備える、システム。
【請求項７】
前記チップは、
超音波信号を送信し、
所定の時間間隔で、前記検出器の一つによる超音波信号の受信確認を受けるため、リスニングし、
前記所定時間間隔の中で受信確認を受けなかった場合、可聴音波信号を送信する、
ように配置された、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記チップは、予めプログラムされた時間間隔の後でそれら自身を活性化し、その後、前記中央制御ユニットにメッセージを送信するように配置されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
少なくとも一部の前記チップに、該チップが取り付けられている各対象又は各装置の活動操作時間又は耐用年数（サービスライフ）に関連する情報を受信及び送信するための入力部及び出力部が設けられている、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
チップの位置を決定する方法であって、検出器を備え、前記方法は、
超音波信号を送信するステップと、
所定の時間間隔で、前記検出器の一つによる超音波信号の受信確認を受けるため、リスニングするステップと、
前記所定時間間隔の中で受信確認を受けなかった場合、可聴音波信号を送信するステップと、
を含む、チップの位置を決定する方法。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項に記載の前記システム、又は、請求項１０に記載の前記方法で使用される電子チップであって、
超音波通信するための送信機及び受信機と、
可聴音波通信するための送信機及び受信機と、
超音波通信と可聴音波通信を切り替える手段と、
を備える、電子チップ。
【請求項１２】
各チップが特定のＩＤコードを格納するとともに超音波による通信のための送信機及び受信機を備えている、管理及び制御されるべき各物体又は各人を識別するための複数の電子式識別チップと、
ネットワーク内で相互に接続され、チップと両方向通信を行うようになっている複数の固定式検出器と、
検出器を介してチップと通信する中央制御ユニットとを含んでいる、ビルディング等の限定されたエリア内の物体又は人の管理及び制御のためのシステムであって、
各チップと各検出器とに、可聴音波による通信のための送信機及び受信機と、超音波通信と可聴音波通信とを切り替えるための手段とが設けられ、
操作中の各チップが連続的に活動し、所定の時間間隔でそのＩＤコードを送信するようになっていて、
不正なコードが受信されるか、又は認可されたコードが選択された時間間隔でもって連続的に受信されない場合、検出器又は制御ユニットが警報ユニットを起動するようになっていることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
各チップが特定のＩＤコードを格納するとともに超音波による通信のための送信機及び受信機を備えている、管理及び制御されるべき各物体又は各人を識別するための複数の電子式識別チップと、
ネットワーク内で相互に接続され、チップと両方向通信を行うようになっている複数の固定式検出器と、
検出器を介してチップと通信する中央制御ユニットとを含んでいる、ビルディング等の限定されたエリア内の物体又は人の管理及び制御のためのシステムであって、
各チップと各検出器とに、可聴音波による通信のための送信機及び受信機と、超音波通信と可聴音波通信とを切り替えるための手段とが設けられ、
中央制御ユニットが、検出器を介して、選択されたチップを選択的に呼び出すようになっていて、
チップが、呼び出しに対して応答としての回答を与え、その後、最も近い位置にある検出器がチップのサイト／場所を識別するようになっていることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物のような限定された場所における物あるいは人の管理制御システムに関し、管理／制御されるそれぞれの物／人に取り付けられる複数の電子識別チップを備え、各チップには特定のＩＤコードが格納されるとともに超音波を介して通信を行う送信機と受信機が設けられ、さらに、ネットワークで互いに接続され、チップと双方向通信を行うために配設された複数の固定検出器と、検出器を介してチップと通信する中央制御装置とを備えている。
【背景技術】
【０００２】
個々のバッジあるいはマーカーチップにより人の場所を突き止めるように構成された上記システムは既に知られており、システムは超音波により信号を送っている。この公知のシステムでは、例えば建物内の壁や天井に取り付けられた特殊な超音波センサにより抽出可能な超音波のサインをバッジが持っており、１０メートルまでの範囲にわたって超音波信号を送信し受信できるトランシーバをセンサが構成している。システムは、このセンサを介してバッジと通信する制御装置を備えている。バッジがセンサの通信範囲にあると、制御装置は、バッジの識別番号や、バッジに対面するセンサの識別子や、対面した日付及び時間を記憶する。この情報は、超音波により符号化形式で、例えばコンピュータやＰＣのような中央制御装置に送信される。
【０００３】
従来公知のシステムの本質的な弱点は、超音波による送信はマークした物と今のセンサあるいは検出器との間の拘束性のない視界や、場所を特定する領域に多数の送信機からの超音波が高水準で充満していることに左右されることである。この弱点を取り除くために、幾つかのシステムには無線信号が追加された。しかしながら、これにより電子的に敏感な装置には問題が生じている。
【０００４】
上述の公知のシステムは別の重要な適用分野、即ち、複雑な建物群、ある建物あるいは建物の一部の中で物や人などを能動的に管理し制御する分野では使用することができない。このような管理や制御は、多くの分野で極めて重要である。例えば、病院や他の医療施設、保険会社、工場、実験室、空港、銀行、軍事基地、警備会社、ホテル、オフィス、店舗、住居等が挙げられる。
【０００５】
アクセスや移動管理のための公知のシステムの問題や弱点は、認可された職員が管理あるいは制御された場所にいると、電源が切断されることである。これは、警報が鳴ることなく他の人も同じ場所に入ったり、自由に動き回ることができることを意味している。したがって、同じシステム内では、アクセス制御下の人とアクセス制御の後行動（認可されたものもあるし認可されていないものもある）できる人の数は区別されない。これは、安全性の低下や調査／制御性の低下を意味している。同じことが、警報が切断されていると、住人がいるにもかかわらず金目のものを狙って許可されていない者が入りこもうとする個人の住宅にも当てはまる。
【０００６】
現在のシステムの別の弱点は、認可された人の安全性に欠けることである。コード化された電子あるいは他の制御システムを介して正しく入ったにもかかわらず、殆どの場合警報が切られている結果、未許可の人でも禁止区域へのアクセス権を得ているならば、警報が切られている場合には、その区域内を自由に動き回ることができる。その結果、特に夕方や夜には、危険な状況や安全でない仕事場が発生する。そのような状況下で、泥棒や、病院のように麻薬をやみくもに追い求める麻薬常習者により危害を加えられた人の多くの例がある。特に、現在のシステムは、病院や軍事区域や銀行等のように行き交う人が多い大きな建物における対応が悪い。特に、人の安全性の欠如は、昼間から午後、夕方及び夜にかけて増大する。
【０００７】
現在のシステムのさらに別の弱点あるいは欠点は、行われたアクセス／移動制御において発生する警報の特化が小さいことである。例えば、病院の廊下や運搬用通路の往来には、何らかの変化を伴った警報を発することもできるし、アクセスが認可されれば警報を発しないようにすることもできよう。
【０００８】
物の能動的管理及び制御では、所定時間後の制御及びテストのために行う必要がある装置の日常的メンテナンスを考慮することもしばしば重要である。幾つかのケースでは、制御及びテストのために必要な基準は装置の合計作動時間である。
【０００９】
上記装置の日常のメンテナンスを行うソフトウェアを有するデータシステムも存在する。対象となる装置の位置は、一般に中央計算機に記録される。これら公知の装置の欠点は、装置が移動するとその位置を自動的に突き止めることはしないし、したがって、そのような移動可能な装置や道具を回復するために、時間や方策が必要になることである。ある決まった時間だけ使用される装置もまた、その時間を越えて人が物理的にチェックしたり管理し続ける必要があることから、日常的に多くの方策を必要としたり、種々の要求が課せられる。公知のシステムは、かなりの労働力、装置の注意深い正確な記録、作業時間を伴う相当な管理作業や、運転メンテナンスプログラムに基づいている点において共通している。このような作業は共通して多くの人々の多大な訓練を必要とし、時として失敗することもあり、多大な労力が要求される。追求していくこと自体、不必要なトラブルあるいは遅延となり、結果として、作業環境が悪く、人のかなりの交代が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような背景において、本発明の目的は、フレキシブルかつプログラム可能なシステムを提供することである。システムは、複数のビル、単一のビルまたはその一部の中で、人物、対象物および文書のアクセスおよび移動制御のために提供される。同時に、上述のような弱点／欠点は回避される。これにより、認可された者は目的のエリア内を自由に移動でき、一方認可されていない者がそのエリアに入るとアラームが発せられる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的は、序言で述べたタイプのシステムにより達成される。本発明によれば、システムは、可聴音声（可聴音波）により通信する送信機および受信機に提供される各チップおよび各検出器と、超音波および可聴音波通信を切り替えるのに提供される手段とを特徴とし、また動作中の各チップは連続的にアクティブとされ、所定の時間間隔でそのＩＤコードを送信するよう構成されている。検出器または制御ユニットは、不正確なコードを受信し、または承認されたコードが選択された時間間隔で連続的に受信されない場合には、アラームユニットの作動を誘発するよう構成されている。
【００１２】
本発明によるシステムでは、認可された者は、ワイヤレス超音波および可聴音波通信の双方を行うアクティブＩＤチップを身に付けている。アクティブＩＤチップは、そのチップを身に付けている者に対する特別のＩＤコードを有している。認可が必要なエリアに入る場合には、システムはそのチップを認識し、アラームを鳴らさないようにする。これは、あらかじめプログラムされた時間間隔で、チップが周辺に存在する関連のあるエリアに設置された検出器にコード化メッセージを与えることで行われる。コード化メッセージは、現存し認可されているものである。検出器は、上級のセントラルシステム内の別個の内蔵ユニットまたはサブコンポーネントであってもよい。検出器は、チップにより発せられたＩＤコードを検証する。許可されたコードに従っていないコードを発するチップでは、局所的または全体的なアラームシステムが起動される。これは、多数の固定的な検出器および中央本部または中央下の部署がアラームシステムを起動することで生じる。ここで、多数の固定的な検出器はネットワーク内で相互接続され、チップと２種の方法で通信するよう構成されている。また中央本部または中央下の部署は、センサ／検出器および存在する可能性のあるリピータを介してチップと通信する。同様に、そのようなチップを持たない、認可されていない人物は、検出器により保護されたゾーンに入る際に、同じことが生じる。これらの検出器は、超音波および可聴音波信号の双方に応答し、そのエリア内での移動に応答するように構成されている。移動の検出の原理は、赤外線照射（ＩＲ）および超可聴音の双方であってもよいし、または他の周知の原理であってもよい。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、対象物および装置の呼び出しと、設置のためのシステムを提供する。例えば、装置のルーチンまたは動作メンテナンスの自動呼出しに関連する。これらは所与の期間の後、制御および検査のために引き入れられる必要がある。
【００１４】
この目的は、序言で述べたタイプのシステムにより達成される。本発明によれば、システムは、可聴音声（可聴音波）により通信する送信機および受信機に提供される各チップおよび各検出器と、超音波および可聴音波通信を切り替えるのに提供される手段とを特徴とする。また、中央制御ユニットは検出器を介して選択されたチップを選択的に呼び出すよう構成され、チップはその呼び出しに対して応答として返答するよう構成されている。最も近くに位置する検出器は、チップの位置／場所を識別する。
【００１５】
上述のシステムでは、中央制御ユニットは、装置のルーチンメンテナンスを要求された場合、自動的にその検出器にメッセージを与える。検出器は、順に関連のあるマーカーまたはＩＤチップを呼び出す。チップは応答し、最も近くの検出器はメッセージを与える。そして、検出器は固定されているので、その位置は、チップと検出器の間の通信距離内に規定される。チップはまた、あらかじめプログラムされた期間の後、自身を活性化する能力をもつ。何時間もの動作の後に検査および制御が必要な装置の場合、チップは、経過した任意の時間における、アクティブな動作時間の長さを登録する入力を含むことができ、そして中央制御ユニットに返答メッセージを与える。達成される利点は、動作時間中および接続中に通常生じるエラーの間、人が物理的にチェックし、制御を維持するという通常業務に煩わされない、自動的なシステムを得られることである。さらに、システムは、中央の位置から、常に装置が位置する場所、特に携帯用／移動可能な装置の場所の制御を行う点で、非常に資源を節約するものである。
【００１６】
本発明によるシステムの実質的な利点は、システムの応用の範囲内の環境を電磁場で「汚染」しないことである。電磁場は、電磁気の影響を受けやすい装置に障害を引き起こす。これは、例えば病院では非常に重要である。
【００１７】
本発明のシステムが非常に有利な応用分野は、日録（患者の日録）および病院の機器の回復（retrieval）においてである。この点について、音声および可聴音波の組み合わせは、可聴音波のみを用いたときの約６０％から、音声を用いた時の１００％まで検出を増加させる。組み合わせることは有力であり、利点がある。それは、音声通信は、可聴音波のみの検出で「標的対象」を発見できなかったときのみ持ち出せばよいからである。それにより、非常に大きい環境の「汚染」を避けることができる。音声通信は、病院の全対象の位置を更新する際に、その日の特定の時間帯、例えば、夕方および／または朝に利用してもよい。
【００１８】
よって、システムは、関連のある部屋に設置された検出器があれば、日録および装置の安全な回復を提供できる。これは、目的の対象物に対する閲覧のフリーライン(free  lines)を持ち、または、多くの波発生器を用いて超可聴音波で広いエリアを満たす必要がないことを意味する。超可聴音波は、紙のような物理的な障害物により容易に遮られる。よって、安全な検出は壁、障害物等により反射された超音波を拾い上げることができるシステムが必要である。これは技術的に困難であり、そのためより高価な解決法である。これが日録および装置の回復の問題が、満足のいく方法で以前から解決されなかった理由である。上述のように、ＲＦ通信を付加したシステムも存在する。しかし、部屋に対する制限は、膨大な数のアンテナの助けなくして十分的確ではない。そして同時に望ましくない電磁場が得られてしまう。
【００１９】
本発明によるシステムはまた、装置が設置されている場所を表示して、特にポータブルまたは移動可能な装置の質問の場合には自動的なメンテナンスの日常業務を提供する。これは、特にポータブルまたは移動可能な装置の今日のシステムに関連して、合理化した利益のための大きな可能性を与える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１において、建物のフロア領域１は、８つの部屋ＲＭ１−ＲＭ８、部屋と部屋の間に配置された通路または廊下ＣＲに分割されて示されている。部屋には、さらに廊下には、複数の検出器が取り付けられ、残りの部屋ＲＭ２−ＲＭ８のそれぞれと廊下ＣＲには、１つの検出器が取り付けられている。さらに、一部の部屋には、マーカーまたはＩＤチップが取り付けられ、より詳細には部屋ＲＭ２、ＲＭ７、ＲＭ８、ＲＭ５、およびＲＭ３において、チップＩＤ１−ＩＤ５が取り付けられている。図示されている例において、全ての検出器はネットワーク２に接続されており、ネットワーク２は、セントラルコントロールユニットのペアに接続され、より詳細にはサブセントラル３とメインセントラル４に接続されているネットワークにおいて、リピーター５、つまりネットワークにおける信号を増幅するためのユニットに接続されているように示されている。さらに、セントラルは警告ユニット６に接続されている。
【００２１】
全システムの基本的な構造は、図２から分かる。図面は、セントラルコントロールユニットまたはセントラルユニット１０を示し、このセントラルコントロールユニットまたはセントラルユニット１０は、ネットワーク１１を通して複数の検出器と双方向接続している。ここでは、部屋用検出器１２が代表例として表されている。検出器のそれぞれは、ワイヤレスでシステムのマーカーチップ（ＩＤチップ）と双方向接続している。情報は、周波数変調によって送信される。図面における接続は、１３で示されており、それに対してチップは、チップ１４が代表例として表されている。部屋用検出器１２とセントラルユニット１０を接続するネットワーク１１は、異なる特徴と有するものでもよい。２ワイヤ並列相互接続またはスタータイプネットワークの形式にあるセパレートラインシステムにおいて使用されてもよく、内線電話装置または警告装置、メインネットワークまたはデータネットワーク用の現行ラインシステムが使用されてもよい。異なる技術が異なるネットワークソリューションに通用するために使用される。
【００２２】
記載されているように、チップと部屋用検出器との間の信号のやり取りは、超音波または可聴周波（音声）によって行われる。よく知られているように、超音波信号は、高周波電波のように、壁や天井を容易に貫通しない。これにより、コンクリートの部屋または大きな部屋の一部におけるマーカーチップの位置を決定することが可能となる。超音波信号の範囲は、１０−１５ｍのオーダーである。
【００２３】
システムの３つの主要な要素、つまり、チップ１４、部屋用検出器１２、セントラルユニット１０の主な特徴は、以下のようにまとめられる。
【００２４】
チップ１４は、小規模な電気ユニットであり、部屋内において超音波または可聴周波によって信号を送受信することができる。チップは、個々の識別コードを有する。チップは、チップが取り付けられている物体の状態（例えば動作時間）をチェックすることができるように入力および出力を備えていてもよい。
【００２５】
部屋用検出器１２は、同一の部屋内において超音波または可聴周波によるチップに対して信号を送受信可能なユニットである。部屋用検出器は、セントラルユニットに対して信号を送受信可能であり、および／または可能なサブセントラルに対して信号を送受信可能である。さらに、部屋用検出器は、部屋内における動きまたはその他の出来事を検出するためのその他のタイプのセンサまたは検出器を備えることも可能である。
【００２６】
セントラルユニット１０は、ネットワークを介して全ての検出器と連絡していて、このネットワークにはサブセントラルが配置されていてもよい。セントラルユニットは、チップからの情報と部屋用検出器からの情報を受信する。セントラルユニットは、チップから受信した情報と、チップの承認コードに関する初期設定情報とを処理し、所定の基準に基づいて警告や警報を発する。
【００２７】
図２に示されているように、セントラルユニット１０は、ソフトウェアが装備されたＰＣで構成されてもよい。このソフトウェアは、特定の目的のために開発されており、システムにおける機能を異なる分野で実施することに関してかなり柔軟である。
【００２８】
マーカーチップまたはＩＤチップの構成の例は、図３において示されている。チップは、チップの異なる動作を制御するマイクロコントローラ（μＣ）２０の形式で制御回路を含む。μＣ回路２０およびチップの残りの回路に対する電力供給は、バッテリ２１から行われる。チップは、超音波送信機（ＵＳ送信機）２２および超音波受信機（ＵＳ受信機）２３によって、部屋用検出器１２と連絡している。μＣ回路２０からのデジタル信号は、信号処理回路（Ｄ／Ａ変換器）２４および増幅器２５を介してＵＳ送信機２２に供給される。それに対して、ＵＳ受信機２３からのアナログ信号は、増幅器２６および信号処理回路（Ａ／Ｄ変換器）２７を介してμＣ回路に供給される。さらに、チップ１４は、ソニックもしくはオーディオ送信機（ＡＵＤ送信機）２８およびソニックもしくはオーディオ受信機（ＡＵＤ受信機）２９を介して部屋用検出器１２と連絡している。μＣ回路２０からのデジタル信号は、信号処理回路３０および増幅器３１を介してオーディオ送信機２８に供給される。それに対して、オーディオ受信機２９からのアナログ信号は、増幅器３２および信号調整回路３３を介してμＣ回路に供給される。
【００２９】
さらにチップ１４は、超音波信号と可聴周波信号とを切り換えるための信号変換回路３４を含む。この信号変換回路３４は、μＣ回路２０によって制御されるスイッチまたはセレクタ（タイムマルチプレクサ）の形式である。その結果、セレクタ３４は、選ばれた時間間隔で可聴周波と超音波との切り換えを行うために設けられる。この切り換えまたはスイッチングは、以下にさらに記載される。
【００３０】
チップのマイクロコントローラ２０は、幾つかの状態を有するステートマシン（state machine）として動作し、この場合には、１／２秒の時間間隔内の短時間（１００−２００ｍｓ）用の超音波レシーバ２３に対するリスニング（listening）と、１／２秒の間隔内の同様の短時間用の可聴レシーバ２９に対するリスニングとの間で交替を行なう。このマイクロコントローラは、内蔵タイマ及びセレクタ３４によって、この交替を制御する。タイマは、１／２秒後にタイムアウトをもたらし、セレクタを切り換える。もし、チップが、リスニング状態にある間に、有効信号を受信し、また、これが有効なメッセージであり、更に、そのメッセージがチップの同一性を要するものであれば、μＣ回路のステートマシンが伝送モードへ移ることになる。上記チップは、その後、受信時と同じ周波数帯域において、有効な超音波の又は可聴のメッセージを送信し、所定のメッセージでもって検出器１２へ応答する。応答が伝えられた直後、上記μＣ回路２０が、前述した場合と同じ交替パターンにしたがって、送信状態からリスニング状態へ戻る。
【００３１】
上記チップは、通常、リスニングモードにあり、送信時に送信モードに移るのみである。チップは、リスニングモードへ即座に戻る。もし、それが、外部の装置（下記参照）からの入力を有するチップ、若しくは、情報をなんらかの理由でさしでがましく検出器へ送信するチップの問題であれば、μＣ回路のステートマシンは、リスニング状態から送信状態へ移ることになり、また、信号セレクタ３４は、ソースとして、超音波トランスミッタ２８を選ぶことになる。μＣ回路２０は、超音波により情報を送信し、その後、状態をリスニングモードへ変化させることになる。それと同時に、上記μＣ回路中の内蔵タイマが開始し、送信から応答が検出器から受信されるまでの時間を測定する。もし、送信が、受信されたメッセージに関する超音波の承認メッセージの形式で、検出器から応答されると、タイマが停止し、チップがリスニングモードに残る。もしかかる承認メッセージが上記検出器から来ると、チップは、新たに、所定の回数だけメッセージを送信することになり、また、これが、検出器からの応答メッセージをもたらさなければ、チップのマイクロコンピュータは、可聴周波数帯域における送信（及び受信）を行なうために、状態を変化させるであろう。このことは、マイクロコントローラが、可聴トランスミッタ２８及び可聴レシーバ２９を作動させるように、信号のセレクタ３４を切り換えるという場合に起こる。送信直後に、チップはリスニング状態に移り、また、もしチップがメッセージに関する承認を受信すれば、ステートマシンはリスニング状態に戻る。
【００３２】
上記マイクロコントローラ２０は、遠隔操作によるプログラミング，アドレス指定及び処理用に構成されたメモリ（EEPROM）を含んでいる。上記メモリは、現行の所望のデータ、例えば、チップが固定される対象が所定の期間中に何処に存在するかについての履歴を保存することができる。メモリは、また、特別な予めプログラムされたチップの識別コードを含んでいる。チップは、所定の時間間隔での自動的な作動のために、また、特別な識別コードを有するメッセージを送信するために構成される。作動は、制御回路２０によって、チップから直接に、若しくは、予めプログラムされた期間後に、中央制御ユニット（PC）１０から実行させることが可能である。チップは、また、バッテリ２１が交換される必要のある場合の自動的な作動のために構成されてもよい。このことは、システムにおけるチップが、常時、正確な機能のために十分な電力供給を有することを保証する。
【００３３】
チップは、それらがシステム内に出ている一方、ローカル又は中央のコンピュータから適宜予めプログラムされてもよい。このことは、管理される対象がシステム内に出ている期間を変化させたい場合に望ましい。それにより、予めプログラムするために、手作業で対象を取り込むことから解放されるという点で、多くの時間が節約され得る。
【００３４】
図３に示されるように、上記チップ１４は、可能性として、ブザーのような信号トランスミッタ３５を備えてもよい。その信号トランスミッタは、近傍にある検出器により引き起こされた警報時に信号を伝えるように構成されている。このことは、信号トランスミッタを備えたチップを運ぶ許可された者が、許可されていない者（侵入者又は強盗）が同じ保安領域にいるという指示を得ることになるため、都合のよい安全な測定をあらわす。
【００３５】
更に、図３に示されるように、幾つかのチップが、各対象又は上記チップが取り付けられる装置の耐用年数又は作動時間に関する情報の送受信用のポートを有する入力／出力ユニット（I/Oユニット）３６を備えていてもよい。
【００３６】
ルーム検出器１２の構成の一例を、図４に示す。チップ１４の場合と同様に、検出器の各々が、検出器の異なる動作を制御するマイクロコントローラ（μＣ）４０の形式をした、遠隔操作によるプログラミング，アドレス指定及び処理用のメモリ（EEPROM）を含む制御回路を有している。制御回路４０は、選ばれたネットワーク技術に適するインターフェースつまりモデム４１を介してネットワーク１１と通信する。上述のように、ネットワーク１１は、１）特にシステムに適した分離したネットワーク、２）既存のアラーム又は呼出し装置用のネットワーク、３）本線（１１０/２２０/３８０Ｖ）、若しくは、４）ＰＣネットワークであってもよい。チップ１４との通信のために、制御回路４０は、更に、信号アダプタ（D/Aコンバータ）４３及び増幅器４４を介して、超音波トランスミッタ（USトランスミッタ）４２と接続しており、また、信号アダプタ（A/Dコンバータ）４６及び増幅器４７を介して、超音波レシーバ（USレシーバ）４５と接続している。検出器１２は、また、可聴トランスミッタ（AUDトランスミッタ）４８及び可聴レシーバ（AUDレシーバ）４９を介して、チップ１４と通信する。μＣ回路４０からのデジタル信号が、信号調整回路５０及び増幅器５１を介して、可聴トランスミッタ４８に供給され、他方、可聴レシーバ４９からのアナログ信号は、増幅器５２及び信号調整回路５３を介して、μＣ回路へ供給される。
【００３７】
チップ１４の場合と同様に、検出器１２は、μＣ回路４０により制御されるセレクタの形式をした信号切換え回路５４を有しており、これにより、セレクタ５４は、選ばれた時間間隔で、可聴通信と超音波通信とを切り換えるのに備えている。この切換えについては、更に後述する。
【００３８】
通常の回復の期間中、中央ユニット１０は、チップ１４の呼び出しを制御する。これは、信号を送るための周波数に関するメッセージを探索されるチップの識別と共に中央ユニットが検知器１２に送信している間に起こる。そのメッセージを受信したのち、検知器はそのメッセージを処理し、μＣ回路４０は、信号セレクタ５４にある信号送信の媒体を選択する。これは、状態装置が初期段階に入る時に起こり、超音波状で最初にメッセージが送られる。そのメッセージの先頭は、データではないが、チップに対して連続的な喚起信号である。この後にメッセージが続いている。メッセージが送信されたとき、検知器は、傾聴モードへ進み、チップからの返答を待つ。その返答は、送信された信号と同じ周波数帯域のチップから返答されることが期待される。もし、検知器が１秒の間に返答を受信しなければ、マイクロコントローラに搭載されたタイマーがタイムアウトを通知し、これに関するメッセージを中央ユニットに送信する。中央ユニットは、同じメッセージを検知器に同じ回数送信することにより、送信を多数回繰り返し行う選択をしてもよいし、可聴周波数にのせて信号を送るよう命令された検知器に新しいメッセージを送信する選択を行ってもよい。これは、その検知器に設けられた状態装置が、音声を介して送信する状態に変化したときに起こり、その後、信号セレクター４０は、音声送信器４８と音声受信器４９をアクティブ状態にするために切替えられる。超音波に関する同様のタイムアウトプロトコルもここで適用する。
【００３９】
位置検知器１２は、増幅器５６および信号調節回路（Ａ／Ｄコンバータ）５７を介して制御回路４０に接続される検出センサー５５を更に有している。センサー５５は、その位置における動きまたはむしろ事変を検出するために配置され、一般に、公知の技術（超音波、赤外線放射など）に基づいている。
【００４０】
検知器１２がアドレス可能であり、更に送信器と受信器を含み、ネットワークに接続されているという事実の結果として、ローカルコンピュータあるいは中央コンピュータを用いることにより、現在の位置を定められた人間／物体（ＩＤまたはマーカチップを用いて）が存在する位置を容易に決定することができる。
【００４１】
中央ユニット１０は、システム内に存在する全てのチップに関する情報を保有するデータベースを含むプロセッサーを有している。次に挙げるチップに関する情報は、そのデータベースに入力されている。
−  機能（モード）、
−  識別、
−  認可モード、
−  非認可モード、
−  記述（例えば、人間の名前または、器械の数または種類、例えば、注入ポンプや病院内での医療上の日誌など）、
−  認可に違反する場合にアクティブにされる異なる警報レベル。
【００４２】
中央ユニットの主な機能は、１）制御機能、２）リスニング機能、３）チェック機能に要約してもよい。これらの主な機能は、基本的に、次に挙げる動作を有する：
中央ユニットの制御機能
・検知器が配置される必要条件に適合した異ったモードに、位置検知器自体を設定するように制御する。
・位置検知器を介して、発見すべきチップに対して通常の呼び出しを送信する。
・対象のマーカーチップが所定の場所にあるか否かを検査する呼び出しを対象マーカチップに自動的に送信する。
・一定のチップに対して、それらが配置されているモードに関する情報を送信する（異なった分野の利用）。
・識別コードの変更が妥当であるなら（安全装置の調整や管理上の保守において）その変更に関する情報をチップに対して送信する。
中央ユニットのリスニング機能
・ＩＤまたはマーカーチップからの返答またはデータを受信した位置検知器からのメッセージを受信する。
・所定の区域にいる人間を発見した位置検知器からのメッセージを受信する。
・送出された命令に対する承認を受信する。
・光電セル、ＩＲ検知器、ドアスイッチ、手動による信号、あるいは、現存する従来の警報システムのような他の形式の検知器からの信号を受信する。
中央ユニットのチェック機能
・受信された信号と、データベースを比較してチップの権限を照合する。
・チップからのデータがチップに備えられた有効な状態と一致しない場合に警報を発する。
・常時追跡されたチップの位置を記録する。
・ある区域における動きを検出する位置検知器からの信号を解釈し、その区域にあるチップから入ってくるデータを集計する。認可されていない動きが記録されれば、警報を発する。
・他の検知器（例えば、光電セルなど）からのデータを解釈し、その区域にあるチップから入ってくるデータを集計する。その区域において認可されていない動きが確認されれば、警報を発する。
・チップに関するデータベースの目録情報を継続的に監視する。
【００４３】
本発明によるところのシステムにおいて、チップに利用される送信器および受信器、あるいは、検知器は、フッ化重合ビニリデンの圧電性フィルム（ＰＶＤＦフィルム）に基づいた電気音声変換器を適当に含んでいる。この技術は、例えば、患者日誌の裏表紙などに設けるのに適当であるマーカチップの小型化や経済的な製作を可能にするという点で便利である。そのような変換器は、可聴の周波数帯域と超音波帯域の両方で利用することが可能であり、それらは、チップと検知器の間の音声に基づいたデータ接続においてラウドスピーカおよびマイクロホンの両方に利用することが可能である。
【００４４】
変換器からの音声信号は、容量エスカレーションを必要とする。この接続における適当なフィルムの厚さは、１０μｍのオーダーであり、そのフィルムは、薄すぎるので、フィルムにおける厚さの変化の手段を利用して、十分な容量エスカレーションを達成することはできない。それゆえに、そのフィルムの面積変化を利用しなければならない。面積変化を体積変化に変換する目的で、そのフィルムは、所望の環状曲線に湾曲され、対向するフィルムのサイドエッジでクランプされる。フィルムの２つの端部を覆う一対の電極に交流電圧を印加することにより、フィルムに対して横方向に作用する振動動作が表われる。厚さが薄いために、そのフィルムは最小の曲げ硬さを有することになる。それゆえに、機械的弾性力による圧縮応力が与えられ、湾曲フレームに固定されるか、複数のフィルムを層状に接着することにより自立させる。これは、音波送信器およびマイクロホンの両方に適用する。
【００４５】
ここにおける関心のアプリケーションのために、２つの基本的な形態、すなわち１）湾曲した支持材料の上に伸ばされた圧電性のフィルム、及び２）自己支持している湾曲した振動板（diaphragm）を利用することが有利である。第１に言及されたデザインは、音声送信機及びマイクロフォンの両方として用いることができるのに対して、後者はマイクロフォンとして最も好適である。
【００４６】
そのような電気音響トランスデューサの２つの実施形態が、図５及び図６に概略的に図示されている。例えば、図５は第１に言及された幾何学的構造のトランスデューサ６０の実施形態を図示し、ＰＶＤＦフィルムの長方形の小片６１は、柔軟な支持材料６２の上に方向付ける方向に伸ばされ、上記柔軟な支持材料は、断面において円形に湾曲し、関連付けられた複数の導線（図示せず。）が適当な方法、例えば接着によって取りつけられた末端の縁６３，６４において固定されている。代わって、柔軟な支持材料６２は、剛体の支持プレート６５によって支持される。フィルムの曲率は変化してもよく、感度、周波数応答及び線型性を最適化することについての要素のうちの１つになる。フィルムは、適当に、約１０μｍの厚さを有し、フィルムの曲率半径及び曲率角は、フィルムの厚さ及び領域、及び関連する動作周波数範囲に依存して最適化される。
【００４７】
図５に係る実施形態の利点は、それが相対的に単純な構造を有し、かつ相対的に頑健であり、それがよい感度で製造されることである。トランスデューサの特性に対する決定的な要素は支持材料の品質であり、しかも安定で、弾力的で、予め応力を与えられているフィルムが必要とされる。
【００４８】
第２の基本的な形態に係るトランスデューサの実施形態は図６に提案されている。図面は、フレーム又はハウジング６８に固定された自己支持している振動板６７として形作られたＰＶＤＦフィルムを備えたトランスデューサ６６を図示する。上記自己支持している振動板６７は、いくつかのフィルムの層を結合することによって形成される。音声送信機に対して、各層の厚さは、感度を考慮して、５−１０μｍよりも厚くなるべきではない。原則として、感度は層の数とは独立である。複数の層は並列に接続されなければならず、実際にはこれはフィルムのストリップを何度も折りたたむことによって取得される。並列の接続は低いインピーダンス（高いキャパシタンス）を与える。
【００４９】
複数のマイクロフォンに対して、感度はフィルムの厚さとは独立であり、一般に、１つの層が自己支持しているような厚さを持つフィルムを用いてもよい。いくつかの層が用いられるとき、これらは直列に接続されなければならない。内部インピーダンスは厚さに比例する。
【００５０】
図６に係る実施形態の利点は、それが相対的によい感度を有し、かつ相対的に頑健であり、さらにそれが支持材料とは独立であり、ゆえに非常に長期間の安定性を有するように支持されるに違いないことである。
【００５１】
超音波に対して１２０°の角度の聴取可能範囲、可聴周波に対して１８０°を有する最適の音圧に対する臨界データは、音声送信機及びマイクロフォンの双方に対して以下の表に示されている。
【００５２】
【表１】
2009037643.tif 000003
【００５３】
前の記述より明らかなように、本発明に係るシステムは２つの主要な機能を結合している。
１．常に活動中であるが、監視されている領域において許可された活動の場合には警報を出すことに失敗する警報システム。
２．例えばルーチンの保守／制御のために導入された装置上のサービスに関連した、複数の物体上に置かれた電子マーカーチップの位置、識別及び状態の自動的な決定。同一の方法で、システムは人間の位置決め、識別、許可のために用いられてもよく、又はチップが信号を送ることをやめたときに用いてもよい。
【００５４】
本システムによって実行される所要な処理は、１）アクセス制御、２）物体制御、及び３）ＩＤチップからの活動メッセージである。上記主要な処理の一部を形成する複数の機能及び動作の概観は以下に与えられる。
【００５５】
アクセス制御
通常モードにおけるＩＤチップ（マーカーチップ）
・ＵＳ送信機は受動的である。
・ＵＳ受信機は複数の部屋検出器からの複数のコマンドを連続的に聴取する。
・チップは呼出に対してのみ、ＵＳ又は可聴周波の送信機を介してその識別コードを送信することで応答する。
・チップが特別の基準に従ってそれ自身を通知するようにプログラムされているとき、ＩＤチップはコマンド及び識別をできるかぎり送信する（物体制御）。
休止の通常状態における部屋検出器
・ＵＳ又は可聴周波の受信機は常に聴取している。
・センターが呼出についてのメッセージを与えるまで、ＵＳ又は音声送信機は受動的である。
・検出センサは常に活動的であり、部屋の中の全ての移動と信号の停止とについての、連続的な複数のメッセージをセンターに送る。
検出状態における部屋検出器
・検出センサは部屋の中の移動を検出し、活動状態が登録されたこととどこから登録が到来するかについてのメッセージをネットワークを介してセンターに送る。
・センターはメッセージを関係する部屋検出器（及びこれにのみ）に送り、超音波又は可聴周波を介して部屋の中で呼出を実行し、存在するＩＤチップにその識別コードを答えるように要求する。
・ＩＤチップはそのＩＤコードを用いて回答する。
・部屋検出器はＩＤチップの回答を受信し、その回答をネットワークを介してセンターに送信する。
・センターは回答を受信し、これを許可されたアクセスについての情報と比較する。許可されていないアクセスの場合、警報が出力される。許可されたアクセスの場合、反射動作は起こらない。
・部屋の中で移動が登録される限り、処理は短い時間間隔で連続的に続き、１つ又はそれよりも多くの新しいＩＤチップがチェックされる。
【００５６】
対象の制御
静止モード
場所検出器は、アクセス制御モードと同じモードにある。
【００５７】
ＩＤチップは、一般的に、受動的で、聴取モードにある。
対象の追跡
中央は、ネットワークを通して、全ての場所検出器に通常の呼び出しを送信し、求められるＩＤチップ（１または複数）を呼び出す。
【００５８】
全ての場所検出器は、ＩＤチップ中の望まれるチップに、全ての場所で、超音波または可聴周波の呼び出しを送る。
【００５９】
全てのＩＤチップがその呼び出しを聴取するが、そのコード（１または複数）を承認するチップ（１または複数）のみが応答する。
【００６０】
その応答を受け取った場所検出器は、それによって知られるＩＤチップの登録事項、および、位置または場所について中央にメッセージを送る。
ＩＤチップからの能動メッセージ
ＩＤチップは、あらかじめプログラムされた基準に従って自身を知らせるようにプログラムできる。それは、時間、登録される事柄の数、または、許可されていない位置での存在であってよい。
その他の状態
ＩＤチップは受動的で聴取するだけである。
ＩＤチップからの能動呼び出し
ＩＤチップは、その位置について中央にメッセージを発送せよというメッセージで、そのコードと命令を最も近い場所検出器に送信することによって自身を知らせるきっかけとする。
【００６１】
中央は、そのチップについて記憶された情報で、その自動呼び出しを判断し、それに従ってメッセージ／警告を与える。
更新
中央は、日ごろの行動を根拠とした範疇でチップを呼び出し、その範疇に属する場所にそのチップが存在することを確認する。もし、あるチップが、許可されていない場所から応答するなら、中央に警告／メッセージが与えられる。もしチップが、超音波に応答しないなら、チップは音によって呼び出される。これらの呼び出し信号についての応答が何も与えられないなら、中央に警告が与えられてもよい。
ＩＤチップからの応答
複数のＩＤチップが、同時に、応答するように求められることが起こりうる。同時に送信している２つのチップは互いを妨害し、信号はこれらのいずれからも読み取れない。この問題を避けるために、チップは、ランダムな間隔で繰り返して、それらの連続データパルスを放出する。その後、チップは、最終的に、信号が単独で、場所検出器によって検出される自由時間帯を見つける。
【００６２】
フローチャートは図７−９で示され、チップおよび場所検出器で実行される操作を説明する。従って、図７のフローチャートは、先に述べられた、ＵＳ受信機が場所検出器から命令を継続して聴取する通常モードにおいて、チップで実行される操作を示す。図８は、図７のそれに相当するフローチャートであり、操作データの送信のためにＩ／Ｏユニット３６が提供されたチップで実行される追加操作も示す。最終的に、図９におけるフローチャートは、場所検出器において、検出状態で実行される操作ステップを示す。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】建物の本発明に係るシステムの概略図を示す。
【図２】本発明に係るシステムにおけるメイン装置を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るシステムにおけるＩＤチップの構造の例を示す。
【図４】本発明に係るシステムにおける部屋用検出器の構造の例を示す。
【図５】チップの送信機および受信機において使用されるエレクトロアコースティック変換器の実施例の概略斜視図を示す。
【図６】受信機において使用されるエレクトロアコースティック変換器の実施例の概略断面図を示す。
【図７】チップにおいて実行される動作ステップを示すフローチャートである。
【図８】チップが取り付けられた物体からの動作データの出入力用に設けられたチップに関する図７のフローチャートに対応するフローチャートを示す。
【図９】部屋用検出器において実行される動作ステップを示すフローチャートである。
【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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