JP3194729U - A device that monitors activity or position in real time - Google Patents
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Abstract
【課題】独居者や認知症患者または寝たきり病人が屋外または屋内で緊急状況に遭遇したとき即時に現在の活動状態、生理信号及び所在位置の位置情報を取得し、かつリアルタイムで介護者または管理者に通知して必要な救助を行うことを可能にする、活動状態または位置をリアルタイムでモニタリングする装置を提供する。【解決手段】活動状態または位置をリアルタイムでモニタリングする装置１０は、少なくとも１つのセンサー１０１、少なくとも１つの受信機１０２、サーバーユニット１０３、データベースユニット１０４を含み、ワイヤレスアドホックネットワーク１０１１及びローカルエリアネットワーク１０２１を通してユーザーまたはオブジェクトの信号をリアルタイム動態ブラウザ１０５に転送し、ユーザーまたはオブジェクトの活動状態または位置をリアルタイムでモニタリングすることができる。【選択図】図１[PROBLEMS] To obtain current activity status, physiological signals and location information of a location immediately when a single person, a dementia patient or a bedridden person encounters an emergency situation outdoors or indoors, and also provides a caregiver or manager in real time. A device is provided for real-time monitoring of activity status or location, which can be notified to perform the necessary rescue. An apparatus for monitoring activity state or location in real time includes at least one sensor, at least one receiver, a server unit, and a database unit, through a wireless ad hoc network and a local area network. User or object signals can be forwarded to the real-time dynamic browser 105 to monitor the activity or location of the user or object in real time. [Selection] Figure 1
Description
本考案はユーザーまたはオブジェクトの活動状態または位置をリアルタイムでモニタリングする装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for monitoring the activity state or position of a user or an object in real time.
人口の老化に伴い、長期的に独居者（老人）、認知症患者（老人）または寝たきりの病人を介護することは非常に重要なこととなっており、現今の在宅介護及び介護施設の設立は長期介護の問題を確かに一部解決している。 With the aging of the population, it has become very important to provide long-term care for a single person (old man), a patient with dementia (old man) or a bedridden sick person. Certainly the problem of long-term care has been solved.
現在の介護施設には大型のモニタリング機器（心電図など）を配置して生理信号のモニタリングに用いているが、このモニタリング方式は一対一の使用しかできず、同時にほかの患者の生理信号状態をモニタリングすることはできない。また、現在すでに高齢化社会に突入しているため、介護施設のリソース（病床数や介護人材）では増加し続ける老人を介護することができなくなっており、介護施設の費用も大多数の人が負担できるものではない。 A large-scale monitoring device (such as an electrocardiogram) is installed in current care facilities to monitor physiological signals, but this monitoring method can only be used one-on-one, and simultaneously monitors the physiological signal status of other patients. I can't do it. In addition, because the aging society has already been entered, the resources of nursing care facilities (number of beds and nursing personnel) can no longer care for elderly people who continue to increase. It cannot be borne.
一方で現在の在宅医療設備には通信及びビデオ機能が結合されており、ネットワークによって遠隔にいるリモートの医療従事者が突発的状況をすぐさま対応できるようになっているが、このような在宅医療介護設備の使用は老人にとって非常に複雑で費用も高く、また認知症患者の場合関連医療設備を常時携帯していないと、遠隔にいる医療従事者が認知症患者の活動状態及び位置をリアルタイムでモニタリングすることができない。 On the other hand, communication and video functions are combined with the current home medical equipment, so that remote medical workers who are remote by the network can respond to sudden situations immediately. The use of equipment is very complex and expensive for the elderly, and in the case of dementia patients, remote medical personnel monitor the activity status and location of dementia patients in real time if they do not always carry the relevant medical equipment Can not do it.
ネットワークと通信技術の進歩に伴い、現在すでにＺｉｇｂｅｅ（登録商標である）技術が在宅介護及び医療モニタリングの領域で応用されており、またＷｉ−Ｆｉ（登録商標である）の識別とポジショニング機能を利用して在宅介護ポジショニングシステムが開発されている。Ｚｉｇｂｅｅ技術は、ＩＥＥＥ（登録商標である） ８０２ネットワーク規格において、ブルートゥース（登録商標である）またはＷｉ−Ｆｉと比べてより省エネの技術である（表１）。しかしながら、Ｚｉｇｂｅｅシステムは、スター型トポロジ（ｓｔａｒ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）、メッシュ型トポロジ（ｍｅｓｈ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）またはクラスタツリー型トポロジ（ｃｌｕｓｔｅｒ−ｔｒｅｅ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）等のネットワーク通信フレームワークを定めており、上述のネットワーク通信フレームワークに合致するシステム、機器の間でのみ相互通信が可能である。さらに、ネットワーク通信フレームワークの間にはＰＡＮコーディネータ（ＰＡＮ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）が必要であり、それによりネットワーク全体の運用を維持し、あらゆるパケットデータがコーディネータによる分配を経なければならず、パケットデータにコーディネータのタグが追加される。必要がある伝送の過程においては、コーディネータの存在で、効率的にリアルタイムでユーザーの移動過程中のポジショニングを検出することができない。 With the advancement of network and communication technology, Zigbee (registered trademark) technology has already been applied in the field of home care and medical monitoring, and uses Wi-Fi (registered trademark) identification and positioning function A home care positioning system has been developed. The Zigbee technology is a more energy-saving technology compared to Bluetooth (registered trademark) or Wi-Fi in the IEEE (registered trademark) 802 network standard (Table 1). However, the Zigbee system defines a network communication framework such as a star topology, a mesh topology, or a cluster tree topology (cluster-tree topology). Intercommunication is possible only between matching systems and devices. In addition, a PAN coordinator is required between the network communication frameworks, thereby maintaining the operation of the entire network, all packet data must be distributed by the coordinator, and the packet data A tag is added. In the required transmission process, the presence of the coordinator cannot efficiently detect the positioning of the user during the movement process in real time.
これまでの介護装置では独居者や認知症患者または寝たきり病人の活動状態及び位置をリアルタイムで効率的にモニタリングできない上、モニタリング装置の費用が高く、消費電力が大きい等の問題があり、それを鑑み、本考案の目的は、独居者や認知症患者または寝たきり病人が屋外または屋内で緊急状況に遭遇したとき即時に現在の活動状態、生理信号及び所在位置の位置情報を取得し、かつリアルタイムで介護者または管理者に通知して必要な救助を行うことを可能にする、活動状態または位置をリアルタイムでモニタリングする装置を提供することにある。 With conventional care devices, there are problems such as being unable to efficiently monitor the activity state and position of single persons, dementia patients or bedridden people in real time, and there are problems such as high cost of the monitoring device and high power consumption. The purpose of the present invention is to obtain current activity status, physiological signals, and location information of whereabouts immediately when a single person, dementia patient or bedridden person encounters an emergency situation outdoors or indoors, and provides care in real time. It is to provide an apparatus for monitoring an activity state or a position in real time, which can notify a person or administrator and perform necessary rescue.
実体の構成において、本考案の提供する活動状態または位置をリアルタイムでモニタリングする装置は、（ａ）少なくとも１つのセンサーと、（ｂ）少なくとも１つの受信機と、（ｃ）サーバーユニットと、（ｄ）データベースユニットを含み、前記少なくとも１つのセンサーが三軸センサーチップ及び第１ＲＦチップ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｈｉｐ）を含み、少なくとも１ユーザーまたは１オブジェクトの活動状態の検出に用いられ、かつワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を通して周期的に少なくとも１パラメータデータを送信しており、前記少なくとも１つの受信機が第２ＲＦチップを含み、前記ワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して前記センサーに接続され、前記第２ＲＦチップを利用して前記センサーの送信する信号の強度を測定し、かつ前記ユーザーまたは前記オブジェクトのパラメータデータを受信し、ローカルエリアネットワークによってパラメータデータ及び信号を１ネットワークアドレスに周期的に送信しており、前記サーバーユニットが、前記ユーザーまたはオブジェクトの少なくとも１情報を設定するために用いられ、前記情報が前記ネットワークアドレスの受信するパラメータデータと照合され、かつ前記パラメータデータ及び信号が前記サーバーユニットの演算ユニットにより信号データに変換されており、前記データベースユニットが前記サーバーユニットに接続され、前記ユーザーまたは前記オブジェクトの前記信号データの保存に用いられ、かつ前記サーバーユニットにより前記信号データをリアルタイム動態ブラウザ（ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｂｒｏｗｓｅｒ）に編集し、前記リアルタイム動態ブラウザを介してユーザーまたはオブジェクトの活動状態または位置を表示する。 In an entity configuration, an apparatus for real-time monitoring of an activity state or position provided by the present invention includes (a) at least one sensor, (b) at least one receiver, (c) a server unit, (d ) A database unit, wherein the at least one sensor includes a triaxial sensor chip and a first RF chip (Radio Frequency Chip), is used for detecting the activity of at least one user or one object, and is a wireless ad hoc network (Wireless Ad) At least one parameter data periodically transmitted through a Hoc Network, wherein the at least one receiver includes a second RF chip, and the wireless ad hoc network (Wireless Ad Hoc) Connected to the sensor via a network), measures the intensity of the signal transmitted by the sensor using the second RF chip, receives parameter data of the user or the object, and receives parameter data by a local area network And periodically transmitting a signal to one network address, the server unit is used to set at least one information of the user or object, and the information is collated with parameter data received by the network address. And the parameter data and signal are converted into signal data by the arithmetic unit of the server unit, the database unit is connected to the server unit, and the signal data of the user or the object is Used to store data, and the edit the signal data by the server unit in real time kinetics browser (real-time dynamic browser), through the real-time dynamic browser displays the active or location of the user or object.
本考案でいう「パラメータデータ」は、センサーシリアル番号、三軸センサーチップにより測定された活動状態、脈拍信号状態、緊急ボタンの状態が含まれる（また、これらに限らない）。 The “parameter data” in the present invention includes (but is not limited to) a sensor serial number, an activity state measured by a triaxial sensor chip, a pulse signal state, and an emergency button state.
本考案でいう「信号の強度」は、第２ＲＦチップによって測定されたワイヤレスパケットの信号（強度）であり、受信信号強度指標（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ，ＲＳＳＩ）と定義される。 The “signal strength” in the present invention is a signal (strength) of a wireless packet measured by the second RF chip, and is defined as a received signal strength indicator (Receiver Signal Strength Indicator, RSSI).
本考案でいう「情報」とは、個人データ、オブジェクト名、活動状態、脈拍信号、信号数値または所在位置が含まれる（また、これらに限らない）。 The “information” as used in the present invention includes (but is not limited to) personal data, object name, activity state, pulse signal, signal value, or location.
本考案でいう「ユーザー」とは、独居者や認知症患者または寝たきり病人が含まれる（また、これらに限らない）。 The “user” as used in the present invention includes a single person, a patient with dementia, or a bedridden person (and is not limited thereto).
本考案でいう「受信機」は、信号が保存された位置を自動検索する受信機を指す。 The “receiver” in the present invention refers to a receiver that automatically searches for a position where a signal is stored.
具体的な一実施例において、本考案のセンサーはさらに着脱式脈拍センサーを含んでもよく、前記着脱式脈拍センサーは、前記第１ＲＦチップを介して脈拍信号を前記ワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を経由し前記受信機に転送する。 In a specific embodiment, the sensor of the present invention may further include a detachable pulse sensor, and the detachable pulse sensor transmits a pulse signal via the first RF chip to the wireless ad hoc network. To the receiver.
具体的な一実施例において、本考案のセンサーはさらに緊急ボタンを含み、前記第１ＲＦチップを介してユーザーまたはオブジェクトのパラメータデータ及び信号を送信し、前記ワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を経由し前記リアルタイム動態ブラウザに転送し、管理者に前記ユーザーまたは前記オブジェクトの状態の注意を喚起される。 In a specific embodiment, the sensor of the present invention further includes an emergency button, transmits user or object parameter data and signals via the first RF chip, and passes through the wireless ad hoc network (Wireless Ad Hoc Network). Then, the information is transferred to the real-time dynamic browser, and the administrator is alerted about the state of the user or the object.
上述の具体的な実施例において、本考案の信号の強度は、センサーに含まれる出力増幅器を通して無線伝送距離を増加し、無線伝送距離を１００ｍ以上に到達させることができる。 In the specific embodiment described above, the signal strength of the present invention can increase the wireless transmission distance through an output amplifier included in the sensor, and reach the wireless transmission distance to 100 m or more.
具体的な一実施例において、本考案の受信機はワイヤレスネットワーク受信モジュール及びローカルエリアネットワークモジュールを含み、そのうち前記ワイヤレスネットワーク受信モジュールはＩＥＥＥ８０２．１５．４の標準規格であり、省電力の効果を達することができ、ブルートゥースまたはＷｉ−Ｆｉなどその他ワイヤレスネットワークで代替する場合、省電力の効果を達することはできない。さらに、本考案の構成はワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を利用しているため、「複数対１」の転送または「複数対複数」の転送の機能を達することができる。 In a specific embodiment, the receiver of the present invention includes a wireless network receiving module and a local area network module, of which the wireless network receiving module is an IEEE 802.15.4 standard and achieves power saving effect. If it is replaced with another wireless network such as Bluetooth or Wi-Fi, the power saving effect cannot be achieved. Furthermore, since the configuration of the present invention uses a wireless ad hoc network, a “multiple-to-one” transfer or “multiple-to-multiple” transfer function can be achieved.
具体的な一実施例において、本考案でいうローカルエリアネットワーク（モジュール）は、病院やオフィス、階層等のローカルエリアをカバーするコンピュータネットワークを指し、前記ローカルエリアネットワークはトークンリング（Ｔｏｋｅｎ Ｒｉｎｇ）、光ファイバ分散データインタフェース（Ｆｉｂｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｄａｔａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＦＤＤＩ）及びイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）（登録商標である）を含むが、これらに限らず、最良の一実施例において、本考案のローカルエリアネットワークはイーサネットＩＥＥＥ ８０２．３を採用する。 In a specific embodiment, the local area network (module) referred to in the present invention refers to a computer network that covers a local area such as a hospital, office, or hierarchy, and the local area network is a token ring or optical ring. In a best embodiment, including but not limited to Fiber Distributed Data Interface (FDDI) and Ethernet (registered trademark), the local area network of the present invention is an Ethernet IEEE 802.802. 3 is adopted.
具体的な一実施例において、本考案のセンサーは第１マイクロプロセッサを含み、前記受信機は第２マイクロプロセッサを含み、そのうち第１マイクロプロセッサは前記センサーの少なくとも１アナログ信号を受信するために用いられ、それを少なくとも１つのデジタル信号に変換し、かつそれを前記ワイヤレスネットワーク受信モジュールに転送しており、第２マイクロプロセッサは前記ワイヤレスネットワーク受信モジュールが受信したパラメータデータ及び信号を収集するために用いられ、それらをローカルエリアネットワークモジュールに転送している。 In a specific embodiment, the sensor of the present invention includes a first microprocessor, and the receiver includes a second microprocessor, of which the first microprocessor is used to receive at least one analog signal of the sensor. And converting it into at least one digital signal and transferring it to the wireless network receiver module, wherein the second microprocessor is used to collect parameter data and signals received by the wireless network receiver module And transferring them to the local area network module.
具体的な一実施例において、本考案のサーバーユニットは、緊急連絡ユニットを含み、活動状態、脈拍状態及び緊急ボタン状態が送信するパラメータデータの数値がサーバーに設定された臨界値または禁止範囲より高いまたは低いとき、前記緊急連絡ユニットが管理者に自動的に通知して前記ユーザーまたはオブジェクトの活動状態または位置を確認する。 In a specific embodiment, the server unit of the present invention includes an emergency contact unit, and the numerical value of the parameter data transmitted by the activity state, the pulse state, and the emergency button state is higher than a critical value or a prohibited range set in the server. Or, when low, the emergency contact unit automatically notifies the administrator to confirm the activity state or location of the user or object.
具体的な一実施例において、本考案のサーバーユニット及びデータベースユニットはクラウド演算装置とすることができ、すべてのパラメータデータ及び信号は、クラウドサーバー及びクラウドデータベースを介して演算及び保存することができ、何らかの異常が発生した場合、クラウドサーバーからローカルエリアネットワークを介して警告メッセージを送信し、管理者に通知することができる。 In a specific embodiment, the server unit and database unit of the present invention can be a cloud computing device, and all parameter data and signals can be computed and stored via the cloud server and cloud database, When any abnormality occurs, a warning message can be transmitted from the cloud server via the local area network to notify the administrator.
本考案がさらに提供する活動及び位置をリアルタイムでモニタリングする方法は、（ａ）ユーザーまたはオブジェクトの少なくとも１情報をサーバーユニットに設定する工程と、（ｂ）センサーを利用して前記ユーザーまたは前記オブジェクトの活動状態を検出し、第１ＲＦチップによりワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で少なくとも１つのパラメータデータを周期的に送信する工程と、（ｃ）受信機の第２ＲＦチップを利用して前記センサーの送信する信号の強度を測定し、かつ前記ユーザーまたは前記オブジェクトのパラメータデータを受信する工程と、（ｄ）前記受信機がローカルエリアネットワークを介して前記センサーのデータパラメータ及び信号をネットワークアドレスに周期的に送信する工程と、（ｅ）工程（ａ）の情報と前記ネットワークアドレスが受信したパラメータデータを照合する工程と、（ｆ）前記サーバーユニットの演算ユニットを介して前記パラメータデータ及び前記信号を信号データに変換する工程と、（ｇ）前記信号データをデータベースユニットに保存し、前記サーバーユニットにより前記信号データをリアルタイム動態ブラウザに編集し、前記リアルタイム動態ブラウザを介してユーザーまたはオブジェクトの活動状態または位置を表示する工程を含む。 The present invention further provides a method for real-time monitoring of activity and location comprising: (a) setting at least one user or object information in a server unit; and (b) using a sensor to detect the user or object. Detecting an active state and periodically transmitting at least one parameter data over a wireless ad hoc network by a first RF chip; and (c) utilizing the second RF chip of the receiver to transmit the sensor's second RF chip. Measuring the strength of the signal to be transmitted and receiving parameter data of the user or the object; and (d) the receiver sets the data parameter and signal of the sensor to a network address via a local area network. A step of periodically transmitting; (e) a step of comparing the information of step (a) with the parameter data received by the network address; and (f) the parameter data and the signal via the arithmetic unit of the server unit. (G) storing the signal data in a database unit, editing the signal data into a real-time dynamic browser by the server unit, and the user or object activity state via the real-time dynamic browser Or the process of displaying a position is included.
本考案の上述及びその他の目的と利点は、下述する実施例の詳細な説明と図面からより深く理解されるであろう。
The above and other objects and advantages of the present invention will be more fully understood from the detailed description of the embodiments and the drawings described below.
本考案の技術的特徴及び実用的効果について詳細な理解を促進し、かつ明細書の内容に基づいた実施を可能にするため、以下図面と最良の実施例を参照しながら詳細に説明する。 In order to facilitate a detailed understanding of the technical features and practical effects of the present invention and to enable implementation based on the contents of the specification, a detailed description will be given below with reference to the drawings and the best embodiments.
本考案の装置の構成
図１と図２は本考案の活動及び位置をリアルタイムでモニタリングする装置の応用実施例を示す。本考案の装置１０は、独居者や認知症患者または寝たきり病人をリアルタイムでモニタリングするために用いる装置であり、介護者または管理者が同時に多数の独居者や認知症患者または寝たきり病人をモニタリングすることを可能し、特に、独居者または認知症患者に屋外で緊急状況が発生したとき、リアルタイムで活動状態信号または生理信号を送信することができる。本実施例において、本考案の装置にはワイヤレスネットワークが結合され、特に、ワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０１１及びローカルエリアネットワーク１０２１により、活動及び位置のリアルタイムのモニタリング機能を達成する。
Configuration of the Device of the Present Invention FIGS. 1 and 2 show an application embodiment of the device for monitoring the activity and position of the present invention in real time. The device 10 of the present invention is a device used to monitor a single person, a dementia patient, or a bedridden person in real time, and a caregiver or a manager simultaneously monitors many single persons, a dementia patient, or a bedridden person. In particular, when an emergency situation occurs outdoors in a single person or a patient with dementia, an activity state signal or a physiological signal can be transmitted in real time. In this embodiment, a wireless network is coupled to the device of the present invention, and in particular, a wireless ad hoc network 1011 and a local area network 1021 achieve a real-time monitoring function of activity and location.
図１及び図２に示すように、本考案の装置１０は、（ａ）少なくとも１つのセンサー１０１、（ｂ）少なくとも１つの受信機１０２、（ｃ）サーバーユニット１０３、（ｄ）データベースユニット１０４を含む。以下これらの部材の機能とそれぞれのインターネットとの接続関係について説明する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the device 10 of the present invention includes (a) at least one sensor 101, (b) at least one receiver 102, (c) a server unit 103, and (d) a database unit 104. Including. In the following, the function of these members and their connection relationship with the Internet will be described.
（ａ）センサー１０１：
一実施例において、ユーザーが自身にセンサーを装着しているとき、前記センサー１０１に含まれる三軸センサーチップ１０１２が、屋外または屋内のユーザーまたはオブジェクトの活動状態を検出でき、ワイヤレスアドホックネットワーク１０１１の構成下で、第１ＲＦチップ１０１３を介してユーザーまたはオブジェクトのパラメータデータを周期的に（３〜１０秒）送信する。
(A) Sensor 101:
In one embodiment, when a user wears a sensor on the user, the triaxial sensor chip 1012 included in the sensor 101 can detect the activity state of an outdoor or indoor user or object, and the configuration of the wireless ad hoc network 1011. Below, parameter data of a user or an object is transmitted periodically (3 to 10 seconds) through the first RF chip 1013.
別の一実施例において、ユーザーが装着するセンサー１０１には着脱式脈拍センサー２０１を結合してもよく、隨時ユーザーの脈拍を測定し、第１ＲＦチップ１０１３を介して脈拍信号をワイヤレスアドホックネットワーク１０１１経由で周期的に（３〜５秒）送信し、ユーザーの脈拍数値に異常が見られるとき、管理者は動態ブラウザ１０５からユーザーの状況を取得し、適切な処理を行うことができる。本実施例において、述べられているパラメータデータとはセンサーシリアル番号、ユーザーまたはオブジェクトの活動状態、脈拍信号状態、緊急ボタン状態を指す。 In another embodiment, a detachable pulse sensor 201 may be coupled to the sensor 101 worn by the user, which measures the pulse of the user at the time of depression and transmits the pulse signal via the first RF chip 1013 via the wireless ad hoc network 1011. And periodically (3-5 seconds), and when the user's pulse value is abnormal, the administrator can acquire the user's situation from the dynamic browser 105 and perform appropriate processing. In this example, the parameter data described refers to sensor serial number, user or object activity status, pulse signal status, emergency button status.
（ｂ）受信機１０２：
ワイヤレスアドホックネットワーク１０１１下で、ユーザーがセンサー１０１を装着したとき、屋外または屋内に設置された受信機が第２ＲＦチップ１０１４を介してセンサーの送信するワイヤレス信号強度を測定し、かつ前記ユーザーまたは前記オブジェクトのパラメータデータ（三軸センサーチップ１０１２または脈拍センサー２０１のパラメータデータを含む）を受信する。また、本考案の受信機はワイヤレスネットワーク受信モジュール６０１及びローカルエリアネットワークモジュール６０２を含むため、受信機がユーザーまたはオブジェクトのパラメータデータを受信すると、ローカルエリアネットワークモジュール６０２を介してパラメータデータ及びワイヤレス信号強度をネットワークアドレスに周期的に送信する。実施例において、前記ローカルエリアネットワーク１０２１はイーサネットネットワーク（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を採用する。
(B) Receiver 102:
When the user wears the sensor 101 under the wireless ad hoc network 1011, a receiver installed outdoors or indoors measures the wireless signal intensity transmitted by the sensor via the second RF chip 1014, and the user or the object Parameter data (including parameter data of the triaxial sensor chip 1012 or the pulse sensor 201) is received. In addition, since the receiver of the present invention includes a wireless network reception module 601 and a local area network module 602, when the receiver receives parameter data of a user or an object, the parameter data and the wireless signal strength are transmitted via the local area network module 602. Periodically to the network address. In the embodiment, the local area network 1021 employs an Ethernet network.
上述の実施例において、述べられている「周期的」とはセンサーがパラメータデータ（信号）を送信する時間間隔を指し、１秒、２秒．．．または１５秒などとすることができ、時間間隔が短いほど、消費するエネルギーが多くなるが、リアルタイム性が高まる。また、図３の本考案のポジショニング後の実施例に示すように、本考案のポジショニング機能は受信機がまず特定のセンサーのすべてのパケットデータを收集し、センサーのワイヤレスパケットシリアル番号に基づいて受信機が受信したパケットデータを分類かつ比較をしており、受信機が受信したセンサーから送信される信号強度が強いほど、ユーザーまたはオブジェクトの所在位置をポジショニングできる。本実施例において設定された時間が３０秒を超過すると、ポジショニングに誤差が生じる。 In the above embodiment, the term “periodic” refers to the time interval at which the sensor transmits parameter data (signal), 1 second, 2 seconds. . . Or, it can be set to 15 seconds or the like. As the time interval is shorter, more energy is consumed, but real-time performance is improved. Also, as shown in the post-positioning embodiment of the present invention in FIG. 3, the positioning function of the present invention is such that the receiver first collects all packet data for a particular sensor and receives it based on the wireless packet serial number of the sensor. The packet data received by the machine is classified and compared, and the stronger the signal intensity transmitted from the sensor received by the receiver, the more the location of the user or object can be positioned. If the time set in this embodiment exceeds 30 seconds, an error occurs in positioning.
上述の実施例において、述べている「ワイヤレス信号強度」とは第２ＲＦチップにより測定されたワイヤレスパケットの信号（強度）であり、受信信号強度指標（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ，ＲＳＳＩ）と定義される。本実施例において、ワイヤレス信号強度はパラメータデータと併せてサーバーユニットに送信され、計算と保存が行われる。 In the above-described embodiment, the “wireless signal strength” described is a signal (strength) of a wireless packet measured by the second RF chip, and is defined as a received signal strength indicator (RSSI). In this embodiment, the wireless signal strength is transmitted to the server unit along with the parameter data for calculation and storage.
（ｃ）サーバーユニット１０３及び（ｄ）データベースユニット１０４：
本実施例において、サーバーユニット１０３及びデータベースユニット１０４はワイヤレスネットワークまたはローカルエリアネットワークを通して接続され、最良の実施例において、前記サーバーユニット１０３及びデータベースユニット１０４はクラウド演算装置９０２である。
(C) Server unit 103 and (d) Database unit 104:
In this embodiment, the server unit 103 and the database unit 104 are connected through a wireless network or a local area network. In the best embodiment, the server unit 103 and the database unit 104 are a cloud computing device 902.
実施過程において、ユーザーまたはオブジェクトの情報は先にサーバーユニット１０３中に設定しておく必要があり、ネットワークアドレスがパラメータデータ及び信号を受信すると、同時にユーザーまたはオブジェクトのあらかじめ設定されたデータと照合し、パラメータデータ及び信号強度を前記サーバーユニット１０３の演算ユニットにより信号データに変換し、前記信号データをデータベースユニット１０４に送信して保存する。同時にインターネット１０２２を利用して前記サーバーユニット１０３を介し前記信号データをリアルタイム動態ブラウザ１０５に編集し、前記リアルタイム動態ブラウザ１０５でユーザーまたはオブジェクトの活動状態または位置を表示する。 In the implementation process, the user or object information needs to be set in the server unit 103 in advance, and when the network address receives the parameter data and the signal, at the same time, it collates with the preset data of the user or object, The parameter data and the signal strength are converted into signal data by the arithmetic unit of the server unit 103, and the signal data is transmitted to the database unit 104 and stored. At the same time, the signal data is edited into the real-time dynamic browser 105 via the server unit 103 using the Internet 1022, and the activity state or position of the user or object is displayed on the real-time dynamic browser 105.
別の一実施例において、図２に示すように、サーバーユニット１０３が緊急連絡ユニット９０１に接続されているため、センサー１０１の送信するパラメータデータの数値がサーバーユニット１０３に設定された臨界値より低いまたは高い場合、前記緊急連絡ユニット９０１が前記情報を動態ブラウザ１０５に表示するか、または音声を発して通知し、さらに、電子メールまたはショートメッセージを通して管理者３０２に通知することもできる。 In another embodiment, as shown in FIG. 2, since the server unit 103 is connected to the emergency contact unit 901, the numerical value of the parameter data transmitted by the sensor 101 is lower than the critical value set in the server unit 103. Alternatively, if it is high, the emergency contact unit 901 can display the information on the dynamic browser 105 or notify it by voice, and further notify the administrator 302 through an e-mail or a short message.
上述の実施例において、述べている「インターネット」とは信号データを有線またはワイヤレス方式でサーバーユニットに転送するための接続を指す。そのうち、インターネットのアクセス技術（Ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）はブロードバンドまたはナローバンドとすることができる。 In the above-described embodiments, the “Internet” mentioned refers to a connection for transferring signal data to the server unit in a wired or wireless manner. Of these, Internet access technology may be broadband or narrowband.
ブロードバンドは、例えば非対称デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）、超高速デジタル加入者線（ＶＤＳＬ）、ケーブルテレビネットワーク、光ファイバ、ワイヤレスブロードバンド、電力線通信または人工衛星ブロードバンドとすることができる（また、これらに限らない）。 Broadband can be (for example, but not limited to) asymmetric digital subscriber line (ADSL), very high speed digital subscriber line (VDSL), cable television network, optical fiber, wireless broadband, power line communications or satellite broadband. Absent).
ナローバンドは、例えばダイヤルアップ接続、ナローバンド統合デジタル通信網（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、移動体通信システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、ＵＭＴＳ）、符号分割多元接続（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、ＣＤＭＡ）または第三世代モバイル通信技術（３ｒｄ−ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）とすることができる（また、これらに限らない）。 Narrowband includes, for example, dial-up connection, integrated services digital network, integrated mobile communications system (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS), code division multiple access (Code divideCulm) Communication technology (3rd-generation) can be used (and is not limited thereto).
第１マイクロプロセッサ及び第２マイクロプロセッサがパラメータデータ及び信号強度を処理する方法。
図２に示すように、センサー１０１中の第１マイクロプロセッサ７０１は三軸センサーチップ１０１２、脈拍センサー２０１または緊急ボタン３０１のアナログ信号を受信し、前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、計算を経た後一特定数値を取得することができる。周期的な方式でデータを第１ＲＦチップ１０１３のワイヤレスネットワーク受信モジュールに送信し、それによりＲＦチップのブロードキャスト機能がオンになり、データがワイヤレスネットワーク（ワイヤレスアドホックネットワーク１０１１など）で受信機１０２に送信された後、ブロードキャスト機能をオフにし、次のサイクルで信号が送信されると再びオンすることで、節電の効果を達することができる。
A method in which the first and second microprocessors process parameter data and signal strength.
As shown in FIG. 2, the first microprocessor 701 in the sensor 101 receives an analog signal from the triaxial sensor chip 1012, the pulse sensor 201 or the emergency button 301, converts the analog signal into a digital signal, and performs a calculation. One specific value can be obtained later. Data is transmitted in a periodic manner to the wireless network reception module of the first RF chip 1013, thereby turning on the broadcast function of the RF chip, and the data is transmitted to the receiver 102 in the wireless network (such as the wireless ad hoc network 1011). After that, the power saving effect can be achieved by turning off the broadcast function and turning it on again when a signal is transmitted in the next cycle.
また、受信機中の第２マイクロプロセッサ７０２はワイヤレスネットワーク受信モジュールのデータ及びワイヤレス信号強度を収集し、データ及びワイヤレス信号強度をローカルエリアネットワークモジュール（イーサネットシステムなど）１０２１に送信し、周期的な方式でデータを特定のネットワークアドレス（サーバーユニット１０３）に送信する。 The second microprocessor 702 in the receiver collects data and wireless signal strength of the wireless network reception module, and transmits the data and wireless signal strength to the local area network module (such as an Ethernet system) 1021 in a periodic manner. The data is transmitted to a specific network address (server unit 103).
ワイヤレスアドホックネットワークのパケット到達率テスト。
本考案の信号伝送及び送信はワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の下に構築され、１００個のセンサーが１個の受信機に対して伝送する環境下で２４時間の一時間毎のテストにおいて、９０％以上のパケット到達率を証明するため、本実施例において、屋内にローカルエリアネットワーク及びサーバーを設置し、センサー及び受信機の設置間隔を約５ｍとして、センサーが３秒ごとに１回、ワイヤレスパケットを送信し、２４時間放置した後サーバーのデータを読み取り、分析を行った。図４に示すように、２４時間のテスト後、１００個のセンサーのパケット到達率は９３〜９９％であり、毎時の分布から観察すると、パケット到達率は最低でも８８％であった。また、図５に示すように、各センサーの毎時のパケット到達率分布状況を見ると、図４で示された９５％のパケット到達率が９３％を占めており、９０％以下のパケット到達率はわずか０.２５％であった。
Packet admission test for wireless ad hoc networks.
The signal transmission and transmission of the present invention is built under a wireless ad hoc network, and in an hourly test for 24 hours in an environment where 100 sensors transmit to one receiver. In order to prove the packet arrival rate of 90% or more, in this embodiment, a local area network and a server are installed indoors, the installation interval of the sensor and the receiver is about 5 m, and the sensor is once every 3 seconds. After transmitting the wireless packet and leaving it for 24 hours, the server data was read and analyzed. As shown in FIG. 4, after 24 hours of testing, the packet arrival rate of 100 sensors was 93 to 99%, and when observed from the hourly distribution, the packet arrival rate was at least 88%. Further, as shown in FIG. 5, when looking at the hourly packet arrival rate distribution status of each sensor, the 95% packet arrival rate shown in FIG. 4 occupies 93%, and the packet arrival rate of 90% or less. Was only 0.25%.
過去の経験において、ブルートゥースマスター（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｍａｓｔｅｒ）はわずか７個のクライアント（Ｃｌｉｅｎｔ）のみ接続でき、Ｗｉ−Ｆｉシステムは最多で３０個のクライアントのみ接続可能であって、ブルートゥース及びＷｉ−Ｆｉシステムの構成下で、クライアントは信号を受発信するとき、先にワイヤレスネットワークアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）を探す必要があり、この方法では電力を非常に消費する。本考案の装置はＺｉｇｂｅｅシステムに類似しており、図３と図４に示すように、本考案の装置はワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）下に構築され、かつキャリア検知多重アクセス衝突回避（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ、ＣＳＭＡ／ＣＡ）に類似したメカニズムを利用してパケット衝突を防止しており、図６に示すように、大量のセンサーが大量の情報を受信機に送信したとしても、２４時間で９３％以上のパケット率を達することが可能であり、本考案のセンサーの電力は５５０ミリアンペア／時（ｍＡｈ）の容量の電池下でも半年から一年維持することができ、本考案はこれまでのＺｉｇｂｅｅ、ブルートゥース及びＷｉ−Ｆｉシステムと比較してより節電が可能である。このほか、本装置はさらに独居者、認知症患者及び寝たきり病人の活動状態及び位置の大規模なモニタリングが可能であり、現在各国における独居者、認知症患者及び寝たきり病人の問題を改善することができる。 According to past experience, Bluetooth Master can connect only 7 clients, and Wi-Fi system can connect only 30 clients at maximum, and Bluetooth and Wi-Fi system configuration Below, when a client sends and receives signals, it needs to look for a wireless network access point first, and this method is very power consuming. The device of the present invention is similar to the Zigbee system, and as shown in FIGS. 3 and 4, the device of the present invention is constructed under a wireless ad hoc network, and carrier detection multiple access collision avoidance ( A mechanism similar to Carrier Sense Multiple Access with Collision Avidance (CSMA / CA) is used to prevent packet collision, and even if a large number of sensors send a large amount of information to a receiver as shown in FIG. It is possible to reach a packet rate of 93% or more in 24 hours, and the power of the sensor of the present invention can be maintained from half a year to one year even with a battery with a capacity of 550 milliamps / hour (mAh). Zigbee so far It is possible to more power savings as compared to Bluetooth and Wi-Fi system. In addition, this device can further monitor the activity status and position of singles, dementia patients and bedridden persons on a large scale, and can improve the problems of single persons, dementia patients and bedridden persons in each country. it can.
以上の説明は、単に本考案の最良の実施例を示したまでであり、本考案に対していかなる形式上の制限も構成せず、当業者が本考案の提示した技術的特徴の範囲を逸脱せずに、本考案の開示する技術内容を利用して部分的な変化や修飾等を形成した同等効果の実施例は、本考案の技術的特徴の内容を逸脱しない場合、いずれも本考案の技術的特徴の範囲内に含まれる。 The above description is merely the best embodiment of the present invention, does not constitute any formal limitation on the present invention, and those skilled in the art depart from the scope of the technical features presented by the present invention. Without being deviated from the content of the technical features of the present invention, any embodiment of the same effect in which partial changes or modifications are made using the technical content disclosed by the present invention, Included within the scope of technical features.
１０ 本考案の装置
１０１ センサー
１０１１ ワイヤレスアドホックネットワーク
１０２ 受信機
１０２１ ローカルエリアネットワーク
１０３ サーバーユニット
１０４ データベースユニット
１０２２ インターネット
１０５ リアルタイム動態ブラウザ
１０１２ 三軸センサーチップ
１０１３ 第１ＲＦチップ
１０１４ 第２ＲＦチップ
２０１ 着脱式脈拍センサー
３０１ 緊急ボタン
３０２ 管理者
６０１ ワイヤレスネットワーク受信モジュール
６０２ ローカルエリアネットワークモジュール
７０１ 第１マイクロプロセッサ
７０２ 第２マイクロプロセッサ
９０１ 緊急連絡ユニット
９０２ クラウド演算装置
10 Device of the Invention 101 Sensor 1011 Wireless Ad Hoc Network 102 Receiver 1021 Local Area Network 103 Server Unit 104 Database Unit 1022 Internet 105 Real-time Dynamic Browser 1012 Triaxial Sensor Chip 1013 First RF Chip 1014 Second RF Chip 201 Detachable Pulse Sensor 301 Emergency Button 302 Administrator 601 Wireless network reception module 602 Local area network module 701 First microprocessor 702 Second microprocessor 901 Emergency contact unit 902 Cloud computing device
過去の経験において、ブルートゥースマスター（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｍａｓｔｅｒ（登録商標である））はわずか７個のクライアント（Ｃｌｉｅｎｔ）のみ接続でき、Ｗｉ−Ｆｉシステムは最多で３０個のクライアントのみ接続可能であって、ブルートゥース及びＷｉ−Ｆｉシステムの構成下で、クライアントは信号を受発信するとき、先にワイヤレスネットワークアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）を探す必要があり、この方法では電力を非常に消費する。本考案の装置はＺｉｇｂｅｅ（登録商標である）システムに類似しており、図３と図４に示すように、本考案の装置はワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）下に構築され、かつキャリア検知多重アクセス衝突回避（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ ＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ、ＣＳＭＡ／ＣＡ）に類似したメカニズムを利用してパケット衝突を防止しており、図６に示すように、大量のセンサーが大量の情報を受信機に送信したとしても、２４時間で９３％以上のパケット率を達することが可能であり、本考案のセンサーの電力は５５０ミリアンペア／時（ｍＡｈ）の容量の電池下でも半年から一年維持することができ、本考案はこれまでのＺｉｇｂｅｅ（登録商標である）、ブルートゥース（登録商標である）及びＷｉ−Ｆｉシステムと比較してより節電が可能である。このほか、本装置はさらに独居者、認知症患者及び寝たきり病人の活動状態及び位置の大規模なモニタリングが可能であり、現在各国における独居者、認知症患者及び寝たきり病人の問題を改善することができる。 In the past experience, the Bluetooth master (a Bluetooth Master (registered trademark)) can be connected only a small seven of the client (Client), Wi-Fi system is a possible connection only 30 of the clients at the most, Bluetooth and Under the configuration of the Wi-Fi system, when a client sends and receives a signal, the client needs to first search for a wireless network access point (Access point), and this method is very power consuming. The device of the present invention is similar to the Zigbee (registered trademark) system, and as shown in FIGS. 3 and 4, the device of the present invention is constructed under a wireless ad hoc network (Carrier Ad Hoc Network) and is a carrier. Packet collision is prevented using a mechanism similar to detection multiple access collision avoidance (CSMA / CA), and a large number of sensors receive a large amount of information as shown in FIG. Even if it is transmitted to the network, it is possible to reach a packet rate of 93% or more in 24 hours, and the power of the sensor of the present invention should be maintained from half a year to one year even with a battery with a capacity of 550 mA / hr (mAh) The present invention has been Igbee (a registered trademark), can be Bluetooth (a registered trademark) and power saving more as compared to the Wi-Fi system. In addition, this device can further monitor the activity status and position of singles, dementia patients and bedridden persons on a large scale, and can improve the problems of single persons, dementia patients and bedridden persons in each country. it can.
Claims (13)
前記少なくとも１つのセンサーが、三軸センサーチップ及び第１ＲＦチップを含み、前記センサーが少なくとも１つのユーザーまたは少なくとも１つのオブジェクトの活動状態を検出し、ワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して少なくとも１つのパラメータデータを周期的に送信するために用いられ、
前記少なくとも１つの受信機が、第２ＲＦチップを含み、前記受信機が前記ワイヤレスアドホックネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して前記センサーに接続され、前記第２ＲＦチップを利用して前記センサーの送信するワイヤレス信号の強度を測定し、かつ前記ユーザーまたは前記オブジェクトのパラメータデータを受信して、ローカルエリアネットワークを介しパラメータデータ及び前記ワイヤレス信号をネットワークアドレスを有する前記サーバーユニットに周期的に送信し、そのうち、前記ローカルエリアネットワークはイーサネットを使用し、そのアクセス技術はブロードバンドまたはナローバンドとし、且つ、前記リアルタイムでモニタリングする位置は前記ユーザーまたは前記オブジェクトをポジショニングした所在位置であって、前記受信機が前記センサーのすべてのパケットデータを收集し、前記センサーのワイヤレスパケットシリアル番号に基づいて前記受信機が受信したパケットデータを分類かつ比較をしており、前記受信機が受信したセンサーから送信されるワイヤレス信号の強度が強いほど、ユーザーまたはオブジェクトの所在位置をポジショニングでき、
前記サーバーユニットが、前記ユーザーまたはオブジェクトの少なくとも１情報を設定するために用いられ、前記情報に対して前記ネットワークアドレスを有する前記サーバーユニットが受信するパラメータデータの照合が行われ、かつ前記サーバーユニットの演算ユニットにより前記パラメータデータ及び前記信号が信号データに変換され、
前記データベースユニットが、前記サーバーユニットに接続され、前記ユーザーまたは前記オブジェクトの前記信号データを保存するために用いられ、かつ前記サーバーユニットにより前記信号データをリアルタイム動態ブラウザに編集し、前記リアルタイム動態ブラウザを介してユーザーまたはオブジェクトの活動状態またはポジショニングした位置を表示する、
ことを特徴とする、活動状態または位置をリアルタイムでモニタリングする装置。 An apparatus for monitoring activity state or location in real time, comprising at least one sensor, at least one receiver, a server unit, and a database unit;
The at least one sensor includes a three-axis sensor chip and a first RF chip, wherein the sensor detects an activity state of at least one user or at least one object, and at least via a wireless ad hoc network (Wireless Ad Hoc Network) Used to send one parameter data periodically,
The at least one receiver includes a second RF chip, and the receiver is connected to the sensor via the wireless ad hoc network and transmits the sensor using the second RF chip. Measuring the strength of the wireless signal and receiving the parameter data of the user or the object and periodically transmitting the parameter data and the wireless signal to the server unit having a network address via a local area network, The local area network uses Ethernet, the access technology is broadband or narrowband, and the location to be monitored in real time is the user or the object. The location of the location, the receiver collects all the packet data of the sensor, and classifies and compares the packet data received by the receiver based on the wireless packet serial number of the sensor; The stronger the wireless signal transmitted from the sensor received by the receiver, the more the location of the user or object can be positioned,
The server unit is used to set at least one information of the user or object, the parameter data received by the server unit having the network address is collated with the information, and the server unit The parameter data and the signal are converted into signal data by the arithmetic unit,
The database unit is connected to the server unit and used to store the signal data of the user or the object, and the server unit edits the signal data into a real-time dynamic browser; Display the active state or positioned position of the user or object via
A device for monitoring an activity state or position in real time.
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