JP2002513225A - 人の生理的な信号によって制御されたビルオートメーション用の制御システム - Google Patents

人の生理的な信号によって制御されたビルオートメーション用の制御システム

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JP2002513225A JP2000546350A JP2000546350A JP2002513225A JP 2002513225 A JP2002513225 A JP 2002513225A JP 2000546350 A JP2000546350 A JP 2000546350A JP 2000546350 A JP2000546350 A JP 2000546350A JP 2002513225 A JP2002513225 A JP 2002513225A
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Abstract

(57)【要約】 ビルオートメーションにおけるアクチュエータおよびセキュリティシ装置用の自動制御システム。リストセンサ／送信機ユニット（１１）は、ショートテレグラムの形式でユーザの生理状態を示すメッセージを繰り返し受信機／制御装置（１２）に送信する。受信機／制御装置（１２）は、別個のユニットまたは制御されるべき器具（１２'）の一部として監視空間に配置されている。前記受信機／制御装置（１２、１２'）またはそれとの間でデータ転送を行う情報アナライザ（２６）は、送信機ユニット（１１）を携帯したユーザの生理状態に従って制御選択をなし、アクチュエータおよびセキュリティ装置を自動的に制御するのにユーザの生理状態を利用する。必要に応じて、前記制御選択はユーザの所在を示す情報によって影響させることができる。付近の器具の自動制御に加えて、システムは、ユーザの健康を監視すること、警報を鳴らすことにも応用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、人間の生理信号によって制御されるビルオートメーション用のコン
トロールセキュリティシステムに関するものであって、中央ユニットと共に、少
なくとも一個の送信機、「リストナース（Wrist nurse）」および少なくとの一
個の受信機を備えたシステムに関するものである。受信機および中央ユニットは
、制御される器具との所要の連絡リンクとともに、センサ、受信した情報を処理
するソフトウェア付きのプロセッサおよび制御出力を備えている。
【０００２】 従来、住宅及びオフィスのような建物のＨＰＡＥ（温度、配管、空調、電気）
設備の制御は、制御装置に対するユーザによってプログラムされたパラメータに
従うとともに周囲環境の状態を監視することによって行われている。制御は、人
の欲求をできるだけ効果的に監視することに向けられている。セキュリティシス
テムもまた、人の欲求に従ってできるだけ安全な環境を作り出すことに向けられ
ている。伝統的に、パーソナルクリアランス（personal clearance、個人確認）
財産、健康のセキュリティシステムの制御は、ユーザ（使用者）の自動制御によ
るコントロールキーボードやコントロールスイッチよって行われている。パーソ
ナルクリアランスは、通常、別個の器具、様々なクリアランスパス（clearance
pass）、外部的な制御によって作動されるコードレス送信機等によって図られて
いる。財産に関するセキュリティシステムでは、キーボードが例えば、盗難監視
装置をオンオフするために用いられる。健康セキュリティシステムでは、コント
ロールスイッチが、ホーム・アエイスイッチをもって受動性（passivity）監視
を制御するのに用いられている。特に、子供、老人にとっては、上記制御システ
ムはあまりにも複雑になっていて、不要な警報（アラーム）が発生するため、セ
キュリティ装置の使用が制限されている。また、警報装置では、自動車のアラー
ムやビルディングの場合、誤った警報が操作ミスによって頻繁に発生する。パー
ソナルクリアランス装置では、サービスが、通常、勤務時間を監視することとと
もにクリアランスパスを制御することに制限され、またこれらは、ユーザによる
自動制御が必要である。
【０００３】 一般に、組み合わせ動作を実施するのに一定の操作が電気的に結びつけられた
としても、外部システムはそれ自身の動作制御装置を備えている。例えば、盗難
監視装置の作動は、給水を止め、室温を低下させる。典型的には、従来のシステ
ムは全て、条件が設定パラメータと異なるときには、たとえある種の機能をオン
またはオフすることが望まれるとしても、常時、ユーザからの制御動作が必要で
ある。いわゆる「スマートハウス」解決法によってできるだけ設備の制御を容易
にして事態を改善しようとする試みがなされた。しかし、 このようなシステムは、子供や老人にとって、操作するのが難しく、操作ミスに
よる間違った警報が引き起こされたり、装置に対する不満が生じた。
【０００４】 本発明の目的は、ビルオートメーション用の制御システムで、制御が、人の生
理状態と空間に人が存在していることに基づいており、全てのサブシステムのユ
ーザ端子を直接またはユーザによる自動制御なしにローカルネットワーク（Lon, Instabusなど）を利用して自動的に制御するのに通常の制御装置が用いられる
、前記制御システムを提供することである。
【０００５】 この目的は、添付特許請求の範囲第１項の特徴部によって達成される。
【０００６】 本制御システムの別の新規な特徴は、ユーザが、手首に巻いた一個の監視装置
によって全ての装置を制御可能で、また建物の内外において健康状態を監視する
ことが可能となることである。移動電話に接続されるときは、可搬のセキュリテ
ィシステムとなる。
【０００７】 本制御システムのさらに別の特徴は、人が就寝しようとしているときは、シス
テムは生理的な信号を基に、場所が就寝のためにあることを認識して、天井灯を
オフにするような態様で、人が動いている場所に応じて光の自動的なスイッチオ
ンオフ可能であることである。すなわち、システムは、人が消灯しょうとして休
んでいる状態、および夜でも消灯しないで活動している状態を学習可能である。
同様に、建物の内外灯をユーザが自宅に近づくにつれて自動的に点灯させること
も可能である。
【０００８】 同様に、空間の空調暖房は、人の生理状態によって制御される。例えば、人が
汗をかいているならば温度を下げ、寒いと感じているならば温度を上げる。従っ
て、暖房は、即時に、望むならば部屋毎に、人の生理的な必要に応じて制御され
る。
【０００９】 また、空間中の人の所在位置が分かれば、所定の時間にその人がどこにいるか
を電話で知らせることが可能である。位置情報を電話交換手に送って需要のある
人がどこに移動しているか正確にペイジング（paging）を指示することが可能で
ある。また、人が部屋から部屋へ移動しているとき、ユーザが視聴しているテレ
ビラジオのプログラムを、今から入ろうとしている部屋でスイッチオンさせるよ
うに、娯楽装置を実現できる。
【００１０】 位置決定によって、ユーザが自宅やオフィスに入ろうとしているとき、パーソ
ナルクリアランスにおいて、ドアの錠が自動的に開くようにして、ロックの自動
制御を達成できる。
【００１１】 パーソナルクリアランスおよび勤務時間の監視には、累積する警戒状態・活動
レベルについての情報とともに彼または彼女が勤務時間をどこ（例えば会議室、
自分のオフィス）で過ごしたかについての情報が伴う。
【００１２】 制御システムの超低周波音センサは、所在決定と協同して、ユーザはドアや窓
を開けることができるが、部外者がそれをした場合は、アラームが鳴るように周
囲を保護する。
【００１３】 上記特徴は、老人、痴呆症の人、精神的肉体的障害者に対しては、自動制御の
環境統御システムとなる。そして、このシステムはさらに、最も重要な日常の雑
用を学習し、使用者の欲求を予測しようとする。所在決定のおかげで、外出する
ときの適当な衣服を気づかせることが可能となる、台所へ行くとき食事するのか
投薬するのかを気づかせるなど日常の雑事に関する事項を気づかせることが可能
となる。また、冬、通常の外出時に自動車を予め温めておくことも可能となる。
【００１４】 本発明は、ユーザが彼自身の生理信号を通じて環境を制御可能とするので、「
スマートハウス」という言葉の新しい概念を創造するものである。
【００１５】 図１を参照して、本発明のシステムの構造、動作を説明する。センサ／送信機
ユニット（リストユニット）１１は、ユーザによって携帯されるもので、手首か
どこかに体に密着して保持されるものである。受信機／制御装置（アッセンブリ
）１２は、別個のユニット、または制御可能なアクチュエータ、安全装置に一体
化された装置である。このようなユニットの例は、本願の出願人によるＷＯ９３
／１６６３６（Ａ６１Ｂ５／１１）およびＷＯ９５／０７６５２（Ａ６１Ｂ５／
０２４５）に記載されている。リストユニット１１は、アラームボタン１および
ユーザの皮膚に密着した幾つかのセンサ２（便宜上、センサは一個のみ示されて
いる）を備えている。リストユニット１１は、通常、以下のセンサ、すなわち、
コンタクトセンサ（装置が動作しているかどうかを示すもの）、皮膚の導電度を
測定するセンサ（皮膚が乾いているか湿っているかを示すもの）、心拍度数セン
サ（心拍の強さおよび／または心拍度数を示すもの）、およびモーションセンサ
（例えば、加速度センサで、ユーザの動きを示すもの）を備えている。これらの
センサによって与えられた情報をもとにして、マイクロプロセッサ３は、ユーザ
の警戒状態（眠っているか、起きているが、動いているかいないか等）に関する
結論を下すことが可能である。センサからの情報を基に、マイクロプロセッサは
また、ユーザの生理状態（例えば、心拍度数がユーザの警戒状態を示す情報に一
致しているかどうか）に関する結論を下すことができる。警戒／健康状態に関す
る情報は、ユニット４を介して無線送信機５に送られる。無線送信機５は、この
情報を繰り返し、短い電報の形式で受信機／制御装置１２に送る。
【００１６】 受信機／制御装置１２は、無線受信機６、送信機７、超低周波音検知器９、マ
イクロプロセッサ８および複数の制御出力に対する端子を備えている。制御出力
１０は、種々の通信警報システムに制御メッセージを送るのに用いられる。複数
ユーザの制御システムを確立するための単一の受信機／制御装置１２において、
複数のリストユニット１１をプログラムすることが可能である。プロセッサ８は
種々の応用のための種々のプログラムを備えることが可能である。
【００１７】 本発明による制御システムに含まれる受信機／制御装置１２の動作は、手首に
保持されたセンサ／送信機ユニット１１から送信され、公知手段、例えば、装置
専用のＩＤコードと共に秘匿ユニット４を用いて隠された（人に知られないよう
にした）メッセージを基礎としている。メッセージ間の送信間隔は、ユーザの生
理状態の変化によって制御される。従って、メッセージが衝突する危険は少ない
。例えば、動きが増大するにつれて、メッセージの送信割合も増大する。上記メ
ッセージを用いて、本制御システムのリストユニット（センサ／送信機ユニット
）１１は、ユーザの生理状態および所在についての情報を受信機／制御装置に知
らせる。低周波音検知器９はドアを開けることによって生じた低周波音を検知す
る。プロセッサ８は、検知器９が建物、自動車のドアを開けたことを検知し、リ
ストユニット１１からのメッセージと、ユーザが戸口を通って入ろうとしている
のか出ようとしているのかについての情報をコンパイルするためのソフトウェア
を含んでいる。リストユニット１１は、装置がユーザの手首にきちんと巻かれて
いるかどうか確認するコンタクトセンサ２を備えている。従って、手首からそれ
を取ると、リストユニット１１は低電流状態にスイッチオフされ、 その情報が
受信機６に送られ、それをアラームメッセージとして用いることが可能である。
【００１８】 例えば、ユーザが建物や自動車から出るとき、リストユニット１１が電報（テ
レグラム）を送信している間に、ドアが開けられたとのメッセージが超低周波音
検知器９によって受信される。ユーザがリストユニットの動作領域から離れたた
め、テレグラムがとぎれる時、マイクロプロセッサ８のソフトウェアがユーザは
監視空間から離れたことを明らかにする。
【００１９】 続いて、プロセッサ８のソフトウェアは、盗難監視装置を作動させ、パーソナ
ルクリアランスシステムに、無線周波数か固定端子１０のいずれかによってデー
タ転送を行ってユーザが退出したことのメッセージを送る。この機能は、痴呆症
の人に対する時間極めのパーソナルクリアランスとして老人に対する安全システ
ムにおいて使用可能である。これは、日常の活動は自由にさせるが、例えば、夜
間に監視空間から離れる場合に、アラームを鳴らすものである。
【００２０】 ユーザおよびリストユニット１１が監視目標領域に入るとき、受信機／制御装
置１２は、受信したＩＤ、さらに必要に応じて、ドアの開放を識別するとともに
、盗難監視装置をスイッチオフし、またその存在についての通知をパーソナルク
リアランスまたは外来患者センタ１０に送る。この後、リストユニット１１によ
って送られた生理信号が目標領域毎に所要の暖房、空調を制御する。
【００２１】 図２は、本発明の応用例を示す。この応用例では、移動電話システムと接続さ
れた新規な制御システムがリストユニット１１とともに、携帯（可搬）のセキュ
リティシステムを提供する。該制御システムは、バッテリ１３の端子を介して移
動電話１５のバッテリケースとのリンケージを確立できる。この場合、プロセッ
サを備えた制御システムは、バッテリの追従メモリまたは温度センサをシミュレ
ートするとともに移動電話のソフトウェアにアラームメッセージを所望の形式で
送るようになっている。上記リンケージは、移動電話１５のベースに制御ユニッ
トを取り付けて、標準の移動電話の形式でも構成できる。小セルラーネットワー
クの場合は、リストユニット自身がベースステーション（基準点）に直接連絡可
能である。移動電話１５に接続された自動制御システムは、車上盗その他の警報
とともに、上記リンケージを即時に監視するに必要なメッセージをセルラー電話
ネットワークを介して制御設備に送る。
【００２２】 移動電話に接続するとともに、住宅、自動車、オフィスセキュリティシステム
において、本発明の自動制御システムを用いることによって、たった一個のリス
トユニット１１によって自動制御を完全に達成できる。また本発明のシステムに
おいては、自動制御機能が、ユーザが一つの場所から他の場所へ移動するとき様
々な目標領域で盗難監視装置を自動的にオンオフし、必要に応じてユーザの現在
の所在についてのメッセージを送り、また必要に応じて、 リストユニット１１
の自動警報と結びついた生理信号を、例えば、上記連絡メッセージを用いるか、
またはＧＳＭ電話のベースセンタへの直接接続によって警報センタにおくること
ができる。
【００２３】 図３に示されるように、多機能受信機１２'／６は、天井の電灯取付部２５に
填め込むことが可能であり、それによって、電気器具に対する電源とともに点灯
制御部１９およびペイジング機能部２０が容易に実現可能である。同様に、公知
の赤外線、無線周波データ転送技術を用いて、双方向通信部６，７と共に動き検
知器１６や煙検知器１７を同一のＣＰＵに接続可能である。中央装置２６として
作用するＰＣ（パーソナルコンピュータ）は、無線周波リンク６，７かローカル
ネットワーク１１のいずれかによって接続可能である。双方向データ転送は、健
康状態情報をリストユニット１１からＰＣへ送るのに用いられ、この情報は、分
析されて、ユーザのリストユニット１１のディスプレイ２２に送り返される。双
方向リンクは例えば、到来する電話発信者を表示するために、また近くの電気器
具を制御するためにさえ用いることが可能である。関係する状態のメニューは、
リストユニット１１に送られ、その選択ボタン２３は、灯りを手動でオンオフす
るのに用いられる。建物は、電灯取付部２５と接続した複数の多機能受信機１２
'／６を備えることができ、それによって、リストユニット１１のユーザが移動
するにつれてドアと窓を自動的に開ける（または、手動制御によってなされるべ
き）ことが可能であるとともに、種々の煙検知器のローカライゼイション（loca
lization）を実現することが可能となる。リストユニット１１のローカライゼイ
ションは、従来の無線追跡（トラッキング）技術によって行われる。ドアと窓の
ローカライゼイションは、各多機能警報１２'が、超低周波音の測定した信号強
度をＰＣ２６を送るようにして行われる。その場合、ＰＣ２６のソフトウェアは
それを基礎として音源１１の位置を計算する。
【００２４】 図４は、一つの部屋に配置された制御システムに関連した追跡システム用の構
成要素を示す。トラッキングまたはローカライゼイションは、リストユニット１
１が連続的にユーザから測定生理信号を送信し、それを、トラッキング受信機で
受信するようにして行われる。トラッキング受信機は無線信号の位相および／ま
たは信号強度の形式でそれを受信し、その情報を分析のためにマイクロコンピュ
ータ２６に送信する。マイクロコンピュータ２６は、どのドア、窓から音が到来
したかを計算するための基礎として信号強度を利用する。受信した情報を基にし
て、ドアがリストユニット１１のユーザによって開けられたのか、他の誰かによ
って開けられたのかを検査可能である。システムが、監視モードに設定され、ド
アがリストユニット１１のユーザ以外の誰かによって開けられる場合、警報が鳴
らされる。対応する設備はより大きなアパートにも、そのアパートの角にトラッ
キング受信機を配置し、また、遠く離れた部屋の電灯取付部２５と結びついた多
機能受信機１２'を用いて設置できる。
【００２５】 本発明の制御システムにとって、受信／制御装置１２、１２' またはそれとデ
ータ転送を行う情報アナライザ２６がユーザの生理状態を基にして種々の制御機
能を選択できること、送信機ユニット１１を身に着けている人の生理状態によっ
て、自動的にアクチュエータや安全装置１２' ２８の制御が可能であることが
重要である。本発明のシステムは、ユーザの警戒・健康状態を示す情報とユーザ
の所在を示す情報の組み合わせを基礎として制御を行うことも可能である点にお
いて、特に、有益でかつ汎用性がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の制御システムの基本要素１１、１２のブロック図である。
【図２】 装置に含まれた最も単純な受信機／制御装置が、移動電話システムに接続され
ている態様を示す図である。
【図３】 装置に含まれたＰＣが基礎となった中央ユニット２６と共に多機能受信機１２
'／６およびリレーユニット８'／１９がＨＰＡＥシステムに接続されている態様
を示す図である。
【図４】 ユーザまたはアラーム源２４の所在決定のための機能を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (71)出願人 Ｍｅｌｋｏｎｋａｔｕ 16Ａ，ＦＩＮ− 00210 Ｈｅｌｓｉｎｋｉ，Ｆｉｎｌａｎ ｄ Ｆターム(参考） 3L061 BA05 5C087 AA02 AA03 AA05 AA10 AA25 AA32 AA42 BB12 BB20 BB22 BB46 BB65 BB74 DD03 DD20 EE05 EE06 EE08 EE18 FF04 FF16 GG11 GG12 GG19 GG54 GG65 GG69 5K048 AA15 BA12 BA51 EB02 EB08 EB10 FB11 HA04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に住宅およびオフィス内のＨＰＡＥ（温度、配管、空調、
    電気）システムのビルオートメーションに関するアクチュエータおよびセキュリ
    ティ装置用の自動制御システムであって、 可搬センサ／送信機ユニット（１１）と、 別個のユニットまたは制御されるべき器具（１２'）の一部として監視空間に
    配置された受信機／制御装置（１２）にして、センサ／送信機ユニット（１１）
    からの信号の受信機（６）、受信信号に含まれた情報を処理するプロセッサ（８
    , ８'）と、アクチュエータおよびセキュリティ装置（１２'、２６、２８）を制
    御し、必要ならば警報を鳴らす制御出力（７、１０、１５、１９、２０）を備え
    た該受信機／制御装置（１２）を含み、 前記センサ／送信機（１１）は、ユーザの生理状態を監視する計測センサ（２
    ）を備え、 前記信号は、ユーザの生理状態についての情報を含み、それを基礎として前記
    受信機／制御装置（１２、１２'）またはそれとの間でデータ転送を行う情報ア
    ナライザ（２６）は、ユーザの生理状態を基に、連続的に、または少し間隔おい
    て繰り返し、かつ自動的に制御選択を行い、従って、前記センサ／送信機ユニッ
    ト（１１）を携帯した人の生理状態に従って前記アクチュエータおよびセキュリ
    ティ装置（１２'、２８）のオンラインコントロールを能動的に行うことを特徴
    とする前記自動制御システム。
  2. 【請求項２】 前記受信機／制御装置（１２）は、監視空間の幾つかの箇所
    に配置され、センサ／送信機ユニット（１１）からの信号を同時に受信する複数
    の受信機（２１）を含み、 前記受信機／制御装置（１２）は、複数の受信機（２１）の受信信号強度を比
    較することによって、ユーザを探知するようになっており、 前記アクチュエータおよびセキュリティ装置（１２、２８）の制御と起こりう
    る警報の送信が、ユーザの警戒または健康状態とユーザの所在を示す情報との組
    み合わせに基づいていることを特徴とする請求項１に記載の自動制御システム。
  3. 【請求項３】 センサ／送信機ユニット（１１）は、手首に巻かれた（リスト
    ）ユニットを備え、受信機／制御装置（１２）は、動き検知器（１６）、煙検知
    器（１７）および超低周波音検知器（９）を備えた盗難警報／煙検知ユニット（
    １２'）と一体化されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動制
    御装置。
  4. 【請求項４】 前記センサ／送信機ユニット（１１）は、短い間隔で繰り返さ
    れた短いメッセージとして、ユーザの生理状態を示す信号を送信することを特徴
    とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動制御システム。
  5. 【請求項５】 自動的に行われる制御機能に関して、ユーザは音声メッセージ
    としてフィードバックが与えられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
    に記載の自動制御システム。
  6. 【請求項６】 生理状態を示し、かつ無線で送信されるメッセージの送信間隔
    は、ユーザの生理状態の変化に応じて制御されることを特徴とする請求項１乃至
    ４のいずれかに記載の自動制御システム。
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