JP2004088568A - 位置追跡型無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】建物内を移動する人・物の位置範囲を把握しその人・物と通信する際、一つの周波数帯の無線のみで通信すると、一つの無線親局に対して多数の人・物が集中した場合に通信量が膨大となり、無線の伝送速度を上回ると位置範囲の把握および無線通信がうまくいかない。一つの周波数帯の無線のみに依存せず位置範囲を把握する通信システムを提供する。
【解決手段】一般に無線通信よりも有線通信の伝送速度が大幅に速いことに着目し、セキュリティシステムなどで無線通信端末３，５と機能的に独立していた個人認証システム２，４を無線通信システムと上位で統合し、認証機器２の位置情報を持つ機器配置データベース１２を付加し、無線通信に干渉しない認証媒体２のみで人・物の位置範囲を特定できるようにした。その情報を元に認証媒体２と一体または分離している携帯無線端末５を持つ人・物の付近にある親局３を選定し、無線通信における所在確認のための通信を削減した。
【選択図】 図１
【解決手段】一般に無線通信よりも有線通信の伝送速度が大幅に速いことに着目し、セキュリティシステムなどで無線通信端末３，５と機能的に独立していた個人認証システム２，４を無線通信システムと上位で統合し、認証機器２の位置情報を持つ機器配置データベース１２を付加し、無線通信に干渉しない認証媒体２のみで人・物の位置範囲を特定できるようにした。その情報を元に認証媒体２と一体または分離している携帯無線端末５を持つ人・物の付近にある親局３を選定し、無線通信における所在確認のための通信を削減した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置追跡型無線通信システムに係り、特に、移動体すなわち人・物の建物内での位置範囲を特定するためだけの通信を削減して、本来の無線通信のパイルアップを避ける手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、屋内にネットワークを構築し携帯無線端末を用いて通信するシステムは、各部屋ごとに配置された親局と上位システムとを有線ネットワークで接続し、携帯無線端末に搭載された子局と親局とが無線で通信する構成となっている。有線ネットワークの例としては、屋内通信では一般的な汎用ＬＡＮがあり、無線ネットワークの例としては、ＧＨｚ帯の周波数を利用したＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ＬＡＮ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，赤外線通信，ＰＨＳなどが広く普及している。
【０００３】
また、セキュリティシステムの分野では、一般的なカメラシステムによる監視やセンサによる侵入者チェックの情報の他に、監視対象となるビル，工場，学校などの建物におけるＩＣカードリーダによる人の出入りチェックの情報（例えば、特許文献１，特許文献２参照。）、携帯無線端末による情報送受信および位置の把握などの結果の情報（例えば、特許文献３参照。）を情報制御コンピュータに集約する構成が一般的になってきている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２３２５１１号公報 （第２−３頁，図１）
【特許文献２】
特開２００１−３３９７５４号公報 （第２−４頁，図１，図３）
【特許文献３】
特開平１１−２８５０５４号公報 （第４−５頁，図１−図３）
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線通信システム、特にＧＨｚ帯電波を使用する所在確認およびデータ通信システムには、システム構成およびその使用電波の周波数特性から、以下に示す課題がある。
【０００５】
（１）携帯無線端末の建物内での位置範囲を特定するには、所在確認のために親局と携帯無線端末間で常時通信し、どの親局に対して応答があるかにより携帯無線端末の位置範囲を特定する必要がある。一親局当たりの携帯無線端末数が増えた場合、所在を確認するための無線通信量が膨大となり、携帯無線端末を持つ人がする情報交換のための無線通信を圧迫する。携帯無線端末を持つ人が一箇所に集中した場合、その範囲の親局数に対する携帯無線端末数が増大し、通信速度を上回る通信が必要になった場合には、一部または全ての通信ができなくなる。
【０００６】
（２）親局が配置されていない場所または配置できない場所では、所在確認のための通信ができないので、上位システムで携帯無線端末を持つ人の位置を確認できない。例えば、大型プラント内で作業者の位置を把握し、データ通信をする場合、近年、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を使用したシステムが用いられてきている。各部屋にＰＨＳの基地局（親局）を配置し、部屋の中で無線通信端末を保持する移動体の有無を無線通信で確認し、全体を統括するコンピュータで各端末がどの部屋に存在するかを監視し、データ通信を実行する。
【０００７】
この場合も、一つの親局に対する携帯無線端末数が多数となった場合には、常時なされる所在確認のための通信量および作業情報交換のための通信量が膨大となり、通信速度を大幅に上回った場合、処理能力を超え、所在確認の無線通信もできない場合が生じる。
【０００８】
また、親局と子局の距離には無線の方式ごとに制限が存在するので、見通し距離を確保する必要があり、常時端末の位置を把握するためには常に任意の親局の範囲内に携帯無線端末が存在している必要があるが、種々の機械が入り組むプラント内では親局の適正な配置計画を組むことが難しい。さらに、設備・機器が改修された場合には、親局の配置を見直す必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、多数の携帯無線端末利用者がいる建物または複雑な構造を持つ建物において携帯無線端末の所在を確認するための無線通信を削減する手段を備えた位置追跡型無線通信システムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、携帯無線端末を所持する移動体が複数の親局を配置した建物内を移動する位置を追跡し移動体の位置に対応する親局と携帯無線端末とが通信する位置追跡型無線通信システムにおいて、各々の移動体の認証情報を記録する認証媒体と、建物内に配置され認証媒体から認証情報を抽出する認証機器と、認証機器からの認証情報と認証情報を抽出した時間とを登録する認証情報データベースと、親局および認証機器の建物内の配置情報を持つ機器配置データベースと、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから移動体の建物内の位置範囲を特定する位置追跡処理部と、特定された位置範囲にある親局と移動体の携帯無線端末とを無線送受信させる無線通信処理部とを備えた位置追跡型無線通信システムを提案する。
【００１１】
本発明によれば、屋内での無線通信システムの情報に個人認証システムなどの情報を組み合わせるので、個人認証システムを併用した分だけ、無線通信における所在確認のための通信を削減できる。
【００１２】
本発明は、また、携帯無線端末を所持する移動体が複数の親局を配置した建物内を移動する位置を追跡し移動体の位置に対応する親局と携帯無線端末とが通信する位置追跡型無線通信システムにおいて、各々の移動体の認証情報を記録する認証媒体と、建物内に配置され認証媒体から認証情報を抽出する認証機器と、認証機器からの認証情報と認証情報を抽出した時間とを登録する認証情報データベースと、親局および認証機器の建物内の配置情報を持つ機器配置データベースと、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから移動体の建物内の位置範囲を特定する位置追跡処理部と、特定された位置範囲にある親局と移動体の携帯無線端末とを所在確認のために通信させ最適と決定された一つの親局と携帯無線端末とを無線送受信させる無線通信処理部とを備えた位置追跡型無線通信システムを提案する。
【００１３】
本発明によれば、屋内での無線通信システムの情報に個人認証システムなどの情報を組み合わせるので、親局を一つに絞りきれない場合でも、無線通信における所在確認のための通信を削減できる。
【００１４】
本発明は、さらに、携帯無線端末を所持する移動体が複数の親局を不均一に配置した建物内を移動する位置を追跡し移動体の位置に対応する親局と携帯無線端末とが通信する位置追跡型無線通信システムにおいて、各々の移動体の認証情報を記録する認証媒体と、建物内に不均一に配置され認証媒体から認証情報を抽出する認証機器と、認証機器からの認証情報と認証情報を抽出した時間とを登録する認証情報データベースと、親局および認証機器の建物内の配置情報を持つ機器配置データベースと、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから移動体の建物内の位置範囲を特定するとともに親局の配置情報と携帯無線端末の位置情報とから移動体の建物内の位置範囲を特定する位置追跡処理部と、特定された位置範囲にある親局と移動体の携帯無線端末とを無線送受信させる無線通信処理部とを備えた位置追跡型無線通信システムを提案する。
【００１５】
本発明によれば、屋内での無線通信システムの情報に個人認証システムなどの情報を組み合わせるので、建物内における人・物の位置範囲を広範囲に特定し、位置範囲を高い信頼性で狭くも特定可能であり、結果的に無線通信における所在確認のための通信を削減できる。
【００１６】
いずれの位置追跡型無線通信システムにおいても、位置追跡処理部は、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから特定した移動体の建物内の位置範囲と、親局の配置情報と携帯無線端末の位置情報とから特定した移動体の建物内の位置範囲との論理和を移動体の建物内の位置範囲と推定する手段と、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから特定した移動体の建物内の位置範囲と、親局の配置情報と携帯無線端末の位置情報とから特定した移動体の建物内の位置範囲との論理積を移動体の建物内の位置範囲と推定する手段とを含むことができる。
【００１７】
本発明によれば、建物内における人・物の位置範囲を広範囲に特定することも、位置範囲を高い信頼性で狭く特定することもできる。
【００１８】
携帯無線端末と認証媒体とは、一体化していてもよい。
【００１９】
本発明においては、一般に無線通信よりも有線通信の伝送速度が大幅に速いことに着目し、セキュリティシステムなどで無線通信端末と機能的に独立していた個人認証システムを無線通信システムと上位で統合し、認証機器２の位置情報を持つ機器配置データベースを付加し、無線通信に干渉しない認証媒体のみで移動体すなわち人・物の位置範囲を特定できるようにした。その情報を元に認証媒体と一体または分離している携帯無線端末を持つ人・物の付近にある親局を選定し、無線通信における所在確認のための通信を削減した。
【００２０】
ここで、認証媒体とは、ＩＣカード，μチップ，バーコードなどの認証情報を登録可能な手段であり、携帯無線端末自身が認証媒体の機能も持つこともあり得る。ただし、携帯無線端末自身が認証媒体の機能も持つその場合は、異なる通信周波数の使用などにより認証する機能は、本来の無線通信機能とは独立して動作するものとする。
【００２１】
また、無線通信による位置範囲を特定する手段を残したまま、認証システムによる認証媒体を持つ人の位置範囲を特定する手段を適用し、両者の結果の論理和を取ると位置を広範囲に特定する一方で、論理積を取ると２通りの確認により位置範囲を高精度に特定できる。
【００２２】
これら構成によれば、個人認証システムと携帯無線端末による通信システムとを既に導入し、上位監視装置が同一であるセキュリティシステムについては、ハードウェア機器構成を変更しなくとも、ソフトウェアの変更とデータベース付加のみで無線通信量を削減し、認証媒体と携帯無線端末を持つ人の建物内での位置範囲を特定する機能を高めることができる。
【００２３】
新規に個人認証システムと携帯無線端末通信システムとを導入する場合には、本処理を付加すると、従来の方法と比べて、無線通信量を削減し所在確認が可能な範囲を拡大できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、図１〜図３を参照して、本発明による位置追跡型無線通信システムの実施形態を説明する。
【００２５】
【実施形態１】
図１は、本発明による位置追跡型無線通信システムの実施形態１の系統構成を示すブロック図である。建物内を移動する移動体すなわち人間・物は、ＩＣカード，μチップ，バーコードなどの認証媒体４と携帯無線端末５を所持する。また、建物内の各出入り口には認証媒体４から認証作業９により認証情報を読み取る認証機器２を配置し、各部屋には携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３を配置してある。認証機器２と親局３は、有線ネットワーク７を介して上位処理装置６に接続されている。
【００２６】
上位処理装置６内は、任意の認証媒体４が任意の認証機器２を使用して認証作業９をした記録を格納する認証機器通過データベース１０と、各々の認証媒体４が持つ認証情報に対応する個人情報を登録しておく認証情報データベース１１と、建物内での認証機器２と親局３の位置の相関情報を登録しておく機器配置データベース１２と、認証媒体４を持つ人間の位置範囲を割り出す位置追跡処理部１３と、割り出した結果を格納する位置データベース１４と、携帯無線端末５と無線通信８をするために親局３を選択する無線通信処理部１５とを備えている。
【００２７】
認証機器通過データベース１０は、認証媒体４の認証情報と、認証作業９をした認証機器２の機器登録情報と、認証作業９をした時刻を格納する。認証情報データベース１１は、認証媒体４の持つ認証情報に対応する認証媒体４を持つ人間の情報を格納する。機器配置データベース１２は、認証機器２が配置されている場所の情報と、任意の場所で携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３の機器登録情報を格納する。
【００２８】
位置追跡処理部１３は、認証機器通過データベース１０と認証情報データベース１１と機器配置データベース１２とから、認証媒体４を持つ人間の任意の時刻における建物内での位置範囲を割り出し、その時刻に無線通信８をするための親局３の機器登録情報を位置データベース１４に格納する。
【００２９】
無線通信処理部１５は、位置データベース１４に格納されている携帯無線端末５と認証媒体４を持つ人間の任意の時刻における無線通信８をするための親局３の機器登録情報を読み出し、読み出した機器登録情報を持つ親局３を使用して携帯無線端末５を持つ人間と無線通信８をする。
【００３０】
なお、図１において、上位処理装置６内には、認証情報を登録・照合する手段，無線通信８のみで携帯無線端末５を持つ人の位置範囲を特定する手段，携帯無線端末５に対してデータを送受信する手段，携帯無線端末５を持つ人の位置範囲を画面に表示する手段，セキュリティシステムにおける監視カメラなどの機器を管理する手段などが含まれるが、煩雑さを避けるために図示していない。
【００３１】
認証媒体４と携帯無線端末５が互いに独立した機能を保てる場合は、図１のように分離構造を採らずに、一体構造であってもよい。
【００３２】
本実施形態１によれば、携帯無線端末５を持つ人間と無線通信８をするために、上位処理装置６から各親局３への所在確認の無線通信８をする処理と、親局３と携帯無線端末５との間での所在確認の無線通信をしなくとも、携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３を選択できるので、携帯無線端末を持つ人間がする作業用の通信のみとなり、転送速度の遅い無線通信の通信量を減らすことができる。
【００３３】
携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３を一つに絞りこめない場合でも、該当する複数の親局３と対象の携帯無線端末５のみで所在確認の無線通信８をすればよいため、やはり全体の無線通信量を削減できる。
【００３４】
無線通信８による所在確認処理を削除せずに、その結果と認証媒体４による認証媒体４を持つ人間の位置範囲を特定した結果との論理和を取れば、認証媒体４または親局３のいずれかが建物に配置されていなくとも、人の位置範囲を特定できる。
【００３５】
また、論理積を取ると、認証機器４または携帯無線端末５のみで位置範囲を特定する場合よりも、高い信頼性で位置範囲を狭く特定できる。
【００３６】
【実施形態２】
図２は、本発明による位置追跡型無線通信システムの認証媒体４と認証機器２を用いて建物内での人間の位置範囲を特定する手順を説明する図である。
【００３７】
図２において、部屋Ａ，部屋Ｂ，通路Ｃを有する建物１の中の各入り口に認証機器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが配置され、それぞれ認証媒体４ａ，４ｂ，４ｃを有する人間が建物１の中を移動することを考える。人間は最初に通路Ｃにいると仮定する。
【００３８】
認証媒体４ａ，４ｂ，４ｃを持つ人間が認証機器２ａ〜２ｄを通過した時系列の結果が認証機器通過データベース１０に（ａ），（ｂ）のように格納された場合について考える。
【００３９】
（ａ）では、認証媒体４ａを持つ人間が認証機器２ａを２回通過し、認証媒体４ｂを持つ人間が認証機器２ａを２回通過した記録がなされている。なお、２回記録される内訳は部屋に入る過程で１回，出る過程で１回である。
【００４０】
（ｂ）では、認証媒体４ｃを持つ人間が認証機器２ｂを２回通過し、認証媒体４ａを持つ人間が認証機器２ｂを２回通過した記録がなされている。
【００４１】
この結果に対して、認証媒体４ａについて情報を統合し、認証機器通過データベース１０では、認証媒体４ａが識別機器２ａを２回通過した結果と認証媒体４ａが識別機器２ｂを２回通過した時系列の記録を（ｃ）として格納する。
【００４２】
（ｃ）の認証機器通過データベース１０の情報と、機器配置データベース１２が持つ「通路Ｃの隣には部屋Ａがあり、その間には認証機器２ａがある。通路Ｃの隣には部屋Ｂがあり、その間には認証機器２ｂがある。」という情報と、各部屋の親局３の配置情報と、認証情報データベース１１が持つ認証媒体４ａの個人情報とから、位置追跡処理部１３は、（ｄ）に示す認証媒体４ａを持つ人間の位置範囲情報を割り出し、携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３を決定し、その情報を位置データベース１４に格納する。
【００４３】
なお、図２において、認証媒体４ａ〜４ｃを持つ人間は、２つ以上の異なる認証機器２を通過すると、現時点での部屋つまり位置範囲を特定できる。具体例を挙げると、認証媒体４ａを持つ人間が認証機器２ａ，２ｂを連続して通過したときは、「通路Ｃの隣には部屋Ａがあり、その間には認証機器２ａがある。通路Ｃの隣には部屋Ｂがあり、その間には認証機器２ｂがある。」という情報と照合すれば、認証媒体４ａを持つ人は現在部屋Ｂにいると特定できる。
【００４４】
本実施形態２によれば、携帯無線端末５とその親局３とを用いなくとも、任意の携帯無線端末５に対して無線通信８をするための親局３を特定できる。
【００４５】
この手法では、情報の経路は認証機器２から上位処理装置６への一方向のみとなり、認証機器２を通過したときつまり部屋を出入りしたときにのみ情報を処理するので、携帯無線端末５を使用して定期的に上位から位置範囲を確認する従来の場合に比べて無駄がなく、有線通信の通信量も減少する。
【００４６】
【実施形態３】
図３は、建物１に対する認証機器２および親局３の配置の一例を示す図である。建物１内には部屋Ｄ，Ｅ，Ｆと通路Ｇとがあり、各出入り口には認証機器２が配置され、各部屋・通路には親局３が配置されている。このうち、部屋Ｅには親局３が配置されておらず、部屋Ｆの出入り口には認証機器２が配置されていない。このような配置の方式を本明細書では、不均一に配置するという。
【００４７】
図３において、部屋Ｄ内に認証媒体４と携帯無線端末５を持つ人間がいる場合を考える。部屋Ｄには認証機器２と親局３が両方配置されているので、２通りの手法により位置範囲を確認できる。その論理積をとると、２通りの手法で確認したことになり、より狭い位置範囲について信頼性の高い情報を得ることができる。
【００４８】
部屋Ｅ内に認証媒体４と携帯無線端末５を持つ人間がいる場合を考える。部屋Ｅには認証機器２は配置されているが、親局３は配置されていない。親局３が配置されていないために携帯無線端末５を使用した無線通信８はできないが、認証媒体４を使用して位置範囲を特定できる。
【００４９】
部屋Ｆ内に認証媒体４と携帯無線端末５を持つ人間がいる場合を考える。部屋Ｆには認証機器２が配置されていないが、親局３は配置されている。この場合、認証媒体４を使用した位置範囲の特定はできないが、携帯無線端末５を使用し、位置範囲を特定し、無線通信８できる。
【００５０】
部屋ＥとＦのいずれかに認証媒体４と携帯無線端末５を持つ人間がいる場合を考える。部屋Ｅには認証機器２があり、部屋Ｆには親局３があるので、認証媒体４と携帯無線端末５を使用した位置範囲の特定結果の論理和をとると、ＥとＦのどちらの部屋にいても位置範囲を特定できる。
【００５１】
このように、認証機器２と親局３を組み合わせると、機器を配置するための予算や環境に応じて、狭い位置範囲を高い信頼性で特定する必要がある場所，位置範囲の特定のみすればよい場所，部屋の全ての入り口に認証機器を取り付けるとコスト高になるため配置しない場所などを使い分けることができる。
【００５２】
また、監視カメラ・動体センサなどと組み合わせると、位置監視の範囲を広げることも可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、屋内での無線通信システムの情報に個人認証システムなどの情報を組み合わせるので、建物内における人・物の位置範囲を広範囲に特定し、または、狭い位置範囲を高い信頼性で特定可能であり、結果的に無線通信における所在確認のための通信を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による位置追跡型無線通信システムの実施形態１の系統構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による位置追跡型無線通信システムの認証媒体４と認証機器２を用いて建物内での人間の位置範囲を特定する手順を説明する図である。
【図３】建物１に対する認証機器２および親局３の配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 建物
２，２ａ，２ｂ 認証機器
３ 親局
４，４ａ，４ｂ 認証媒体
５ 携帯無線端末（子局）
６ 上位処理装置
７ 有線ネットワーク
８ 無線通信
９ 認証作業（接触または非接触）
１０ 認証機器通過データベース
１１ 認証情報データベース
１２ 機器配置データベース
１３ 位置追跡処理部
１４ 位置データベース
１５ 無線通信処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置追跡型無線通信システムに係り、特に、移動体すなわち人・物の建物内での位置範囲を特定するためだけの通信を削減して、本来の無線通信のパイルアップを避ける手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、屋内にネットワークを構築し携帯無線端末を用いて通信するシステムは、各部屋ごとに配置された親局と上位システムとを有線ネットワークで接続し、携帯無線端末に搭載された子局と親局とが無線で通信する構成となっている。有線ネットワークの例としては、屋内通信では一般的な汎用ＬＡＮがあり、無線ネットワークの例としては、ＧＨｚ帯の周波数を利用したＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ＬＡＮ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，赤外線通信，ＰＨＳなどが広く普及している。
【０００３】
また、セキュリティシステムの分野では、一般的なカメラシステムによる監視やセンサによる侵入者チェックの情報の他に、監視対象となるビル，工場，学校などの建物におけるＩＣカードリーダによる人の出入りチェックの情報（例えば、特許文献１，特許文献２参照。）、携帯無線端末による情報送受信および位置の把握などの結果の情報（例えば、特許文献３参照。）を情報制御コンピュータに集約する構成が一般的になってきている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２３２５１１号公報 （第２−３頁，図１）
【特許文献２】
特開２００１−３３９７５４号公報 （第２−４頁，図１，図３）
【特許文献３】
特開平１１−２８５０５４号公報 （第４−５頁，図１−図３）
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線通信システム、特にＧＨｚ帯電波を使用する所在確認およびデータ通信システムには、システム構成およびその使用電波の周波数特性から、以下に示す課題がある。
【０００５】
（１）携帯無線端末の建物内での位置範囲を特定するには、所在確認のために親局と携帯無線端末間で常時通信し、どの親局に対して応答があるかにより携帯無線端末の位置範囲を特定する必要がある。一親局当たりの携帯無線端末数が増えた場合、所在を確認するための無線通信量が膨大となり、携帯無線端末を持つ人がする情報交換のための無線通信を圧迫する。携帯無線端末を持つ人が一箇所に集中した場合、その範囲の親局数に対する携帯無線端末数が増大し、通信速度を上回る通信が必要になった場合には、一部または全ての通信ができなくなる。
【０００６】
（２）親局が配置されていない場所または配置できない場所では、所在確認のための通信ができないので、上位システムで携帯無線端末を持つ人の位置を確認できない。例えば、大型プラント内で作業者の位置を把握し、データ通信をする場合、近年、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を使用したシステムが用いられてきている。各部屋にＰＨＳの基地局（親局）を配置し、部屋の中で無線通信端末を保持する移動体の有無を無線通信で確認し、全体を統括するコンピュータで各端末がどの部屋に存在するかを監視し、データ通信を実行する。
【０００７】
この場合も、一つの親局に対する携帯無線端末数が多数となった場合には、常時なされる所在確認のための通信量および作業情報交換のための通信量が膨大となり、通信速度を大幅に上回った場合、処理能力を超え、所在確認の無線通信もできない場合が生じる。
【０００８】
また、親局と子局の距離には無線の方式ごとに制限が存在するので、見通し距離を確保する必要があり、常時端末の位置を把握するためには常に任意の親局の範囲内に携帯無線端末が存在している必要があるが、種々の機械が入り組むプラント内では親局の適正な配置計画を組むことが難しい。さらに、設備・機器が改修された場合には、親局の配置を見直す必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、多数の携帯無線端末利用者がいる建物または複雑な構造を持つ建物において携帯無線端末の所在を確認するための無線通信を削減する手段を備えた位置追跡型無線通信システムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、携帯無線端末を所持する移動体が複数の親局を配置した建物内を移動する位置を追跡し移動体の位置に対応する親局と携帯無線端末とが通信する位置追跡型無線通信システムにおいて、各々の移動体の認証情報を記録する認証媒体と、建物内に配置され認証媒体から認証情報を抽出する認証機器と、認証機器からの認証情報と認証情報を抽出した時間とを登録する認証情報データベースと、親局および認証機器の建物内の配置情報を持つ機器配置データベースと、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから移動体の建物内の位置範囲を特定する位置追跡処理部と、特定された位置範囲にある親局と移動体の携帯無線端末とを無線送受信させる無線通信処理部とを備えた位置追跡型無線通信システムを提案する。
【００１１】
本発明によれば、屋内での無線通信システムの情報に個人認証システムなどの情報を組み合わせるので、個人認証システムを併用した分だけ、無線通信における所在確認のための通信を削減できる。
【００１２】
本発明は、また、携帯無線端末を所持する移動体が複数の親局を配置した建物内を移動する位置を追跡し移動体の位置に対応する親局と携帯無線端末とが通信する位置追跡型無線通信システムにおいて、各々の移動体の認証情報を記録する認証媒体と、建物内に配置され認証媒体から認証情報を抽出する認証機器と、認証機器からの認証情報と認証情報を抽出した時間とを登録する認証情報データベースと、親局および認証機器の建物内の配置情報を持つ機器配置データベースと、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから移動体の建物内の位置範囲を特定する位置追跡処理部と、特定された位置範囲にある親局と移動体の携帯無線端末とを所在確認のために通信させ最適と決定された一つの親局と携帯無線端末とを無線送受信させる無線通信処理部とを備えた位置追跡型無線通信システムを提案する。
【００１３】
本発明によれば、屋内での無線通信システムの情報に個人認証システムなどの情報を組み合わせるので、親局を一つに絞りきれない場合でも、無線通信における所在確認のための通信を削減できる。
【００１４】
本発明は、さらに、携帯無線端末を所持する移動体が複数の親局を不均一に配置した建物内を移動する位置を追跡し移動体の位置に対応する親局と携帯無線端末とが通信する位置追跡型無線通信システムにおいて、各々の移動体の認証情報を記録する認証媒体と、建物内に不均一に配置され認証媒体から認証情報を抽出する認証機器と、認証機器からの認証情報と認証情報を抽出した時間とを登録する認証情報データベースと、親局および認証機器の建物内の配置情報を持つ機器配置データベースと、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから移動体の建物内の位置範囲を特定するとともに親局の配置情報と携帯無線端末の位置情報とから移動体の建物内の位置範囲を特定する位置追跡処理部と、特定された位置範囲にある親局と移動体の携帯無線端末とを無線送受信させる無線通信処理部とを備えた位置追跡型無線通信システムを提案する。
【００１５】
本発明によれば、屋内での無線通信システムの情報に個人認証システムなどの情報を組み合わせるので、建物内における人・物の位置範囲を広範囲に特定し、位置範囲を高い信頼性で狭くも特定可能であり、結果的に無線通信における所在確認のための通信を削減できる。
【００１６】
いずれの位置追跡型無線通信システムにおいても、位置追跡処理部は、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから特定した移動体の建物内の位置範囲と、親局の配置情報と携帯無線端末の位置情報とから特定した移動体の建物内の位置範囲との論理和を移動体の建物内の位置範囲と推定する手段と、認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから特定した移動体の建物内の位置範囲と、親局の配置情報と携帯無線端末の位置情報とから特定した移動体の建物内の位置範囲との論理積を移動体の建物内の位置範囲と推定する手段とを含むことができる。
【００１７】
本発明によれば、建物内における人・物の位置範囲を広範囲に特定することも、位置範囲を高い信頼性で狭く特定することもできる。
【００１８】
携帯無線端末と認証媒体とは、一体化していてもよい。
【００１９】
本発明においては、一般に無線通信よりも有線通信の伝送速度が大幅に速いことに着目し、セキュリティシステムなどで無線通信端末と機能的に独立していた個人認証システムを無線通信システムと上位で統合し、認証機器２の位置情報を持つ機器配置データベースを付加し、無線通信に干渉しない認証媒体のみで移動体すなわち人・物の位置範囲を特定できるようにした。その情報を元に認証媒体と一体または分離している携帯無線端末を持つ人・物の付近にある親局を選定し、無線通信における所在確認のための通信を削減した。
【００２０】
ここで、認証媒体とは、ＩＣカード，μチップ，バーコードなどの認証情報を登録可能な手段であり、携帯無線端末自身が認証媒体の機能も持つこともあり得る。ただし、携帯無線端末自身が認証媒体の機能も持つその場合は、異なる通信周波数の使用などにより認証する機能は、本来の無線通信機能とは独立して動作するものとする。
【００２１】
また、無線通信による位置範囲を特定する手段を残したまま、認証システムによる認証媒体を持つ人の位置範囲を特定する手段を適用し、両者の結果の論理和を取ると位置を広範囲に特定する一方で、論理積を取ると２通りの確認により位置範囲を高精度に特定できる。
【００２２】
これら構成によれば、個人認証システムと携帯無線端末による通信システムとを既に導入し、上位監視装置が同一であるセキュリティシステムについては、ハードウェア機器構成を変更しなくとも、ソフトウェアの変更とデータベース付加のみで無線通信量を削減し、認証媒体と携帯無線端末を持つ人の建物内での位置範囲を特定する機能を高めることができる。
【００２３】
新規に個人認証システムと携帯無線端末通信システムとを導入する場合には、本処理を付加すると、従来の方法と比べて、無線通信量を削減し所在確認が可能な範囲を拡大できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、図１〜図３を参照して、本発明による位置追跡型無線通信システムの実施形態を説明する。
【００２５】
【実施形態１】
図１は、本発明による位置追跡型無線通信システムの実施形態１の系統構成を示すブロック図である。建物内を移動する移動体すなわち人間・物は、ＩＣカード，μチップ，バーコードなどの認証媒体４と携帯無線端末５を所持する。また、建物内の各出入り口には認証媒体４から認証作業９により認証情報を読み取る認証機器２を配置し、各部屋には携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３を配置してある。認証機器２と親局３は、有線ネットワーク７を介して上位処理装置６に接続されている。
【００２６】
上位処理装置６内は、任意の認証媒体４が任意の認証機器２を使用して認証作業９をした記録を格納する認証機器通過データベース１０と、各々の認証媒体４が持つ認証情報に対応する個人情報を登録しておく認証情報データベース１１と、建物内での認証機器２と親局３の位置の相関情報を登録しておく機器配置データベース１２と、認証媒体４を持つ人間の位置範囲を割り出す位置追跡処理部１３と、割り出した結果を格納する位置データベース１４と、携帯無線端末５と無線通信８をするために親局３を選択する無線通信処理部１５とを備えている。
【００２７】
認証機器通過データベース１０は、認証媒体４の認証情報と、認証作業９をした認証機器２の機器登録情報と、認証作業９をした時刻を格納する。認証情報データベース１１は、認証媒体４の持つ認証情報に対応する認証媒体４を持つ人間の情報を格納する。機器配置データベース１２は、認証機器２が配置されている場所の情報と、任意の場所で携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３の機器登録情報を格納する。
【００２８】
位置追跡処理部１３は、認証機器通過データベース１０と認証情報データベース１１と機器配置データベース１２とから、認証媒体４を持つ人間の任意の時刻における建物内での位置範囲を割り出し、その時刻に無線通信８をするための親局３の機器登録情報を位置データベース１４に格納する。
【００２９】
無線通信処理部１５は、位置データベース１４に格納されている携帯無線端末５と認証媒体４を持つ人間の任意の時刻における無線通信８をするための親局３の機器登録情報を読み出し、読み出した機器登録情報を持つ親局３を使用して携帯無線端末５を持つ人間と無線通信８をする。
【００３０】
なお、図１において、上位処理装置６内には、認証情報を登録・照合する手段，無線通信８のみで携帯無線端末５を持つ人の位置範囲を特定する手段，携帯無線端末５に対してデータを送受信する手段，携帯無線端末５を持つ人の位置範囲を画面に表示する手段，セキュリティシステムにおける監視カメラなどの機器を管理する手段などが含まれるが、煩雑さを避けるために図示していない。
【００３１】
認証媒体４と携帯無線端末５が互いに独立した機能を保てる場合は、図１のように分離構造を採らずに、一体構造であってもよい。
【００３２】
本実施形態１によれば、携帯無線端末５を持つ人間と無線通信８をするために、上位処理装置６から各親局３への所在確認の無線通信８をする処理と、親局３と携帯無線端末５との間での所在確認の無線通信をしなくとも、携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３を選択できるので、携帯無線端末を持つ人間がする作業用の通信のみとなり、転送速度の遅い無線通信の通信量を減らすことができる。
【００３３】
携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３を一つに絞りこめない場合でも、該当する複数の親局３と対象の携帯無線端末５のみで所在確認の無線通信８をすればよいため、やはり全体の無線通信量を削減できる。
【００３４】
無線通信８による所在確認処理を削除せずに、その結果と認証媒体４による認証媒体４を持つ人間の位置範囲を特定した結果との論理和を取れば、認証媒体４または親局３のいずれかが建物に配置されていなくとも、人の位置範囲を特定できる。
【００３５】
また、論理積を取ると、認証機器４または携帯無線端末５のみで位置範囲を特定する場合よりも、高い信頼性で位置範囲を狭く特定できる。
【００３６】
【実施形態２】
図２は、本発明による位置追跡型無線通信システムの認証媒体４と認証機器２を用いて建物内での人間の位置範囲を特定する手順を説明する図である。
【００３７】
図２において、部屋Ａ，部屋Ｂ，通路Ｃを有する建物１の中の各入り口に認証機器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが配置され、それぞれ認証媒体４ａ，４ｂ，４ｃを有する人間が建物１の中を移動することを考える。人間は最初に通路Ｃにいると仮定する。
【００３８】
認証媒体４ａ，４ｂ，４ｃを持つ人間が認証機器２ａ〜２ｄを通過した時系列の結果が認証機器通過データベース１０に（ａ），（ｂ）のように格納された場合について考える。
【００３９】
（ａ）では、認証媒体４ａを持つ人間が認証機器２ａを２回通過し、認証媒体４ｂを持つ人間が認証機器２ａを２回通過した記録がなされている。なお、２回記録される内訳は部屋に入る過程で１回，出る過程で１回である。
【００４０】
（ｂ）では、認証媒体４ｃを持つ人間が認証機器２ｂを２回通過し、認証媒体４ａを持つ人間が認証機器２ｂを２回通過した記録がなされている。
【００４１】
この結果に対して、認証媒体４ａについて情報を統合し、認証機器通過データベース１０では、認証媒体４ａが識別機器２ａを２回通過した結果と認証媒体４ａが識別機器２ｂを２回通過した時系列の記録を（ｃ）として格納する。
【００４２】
（ｃ）の認証機器通過データベース１０の情報と、機器配置データベース１２が持つ「通路Ｃの隣には部屋Ａがあり、その間には認証機器２ａがある。通路Ｃの隣には部屋Ｂがあり、その間には認証機器２ｂがある。」という情報と、各部屋の親局３の配置情報と、認証情報データベース１１が持つ認証媒体４ａの個人情報とから、位置追跡処理部１３は、（ｄ）に示す認証媒体４ａを持つ人間の位置範囲情報を割り出し、携帯無線端末５と無線通信８をするための親局３を決定し、その情報を位置データベース１４に格納する。
【００４３】
なお、図２において、認証媒体４ａ〜４ｃを持つ人間は、２つ以上の異なる認証機器２を通過すると、現時点での部屋つまり位置範囲を特定できる。具体例を挙げると、認証媒体４ａを持つ人間が認証機器２ａ，２ｂを連続して通過したときは、「通路Ｃの隣には部屋Ａがあり、その間には認証機器２ａがある。通路Ｃの隣には部屋Ｂがあり、その間には認証機器２ｂがある。」という情報と照合すれば、認証媒体４ａを持つ人は現在部屋Ｂにいると特定できる。
【００４４】
本実施形態２によれば、携帯無線端末５とその親局３とを用いなくとも、任意の携帯無線端末５に対して無線通信８をするための親局３を特定できる。
【００４５】
この手法では、情報の経路は認証機器２から上位処理装置６への一方向のみとなり、認証機器２を通過したときつまり部屋を出入りしたときにのみ情報を処理するので、携帯無線端末５を使用して定期的に上位から位置範囲を確認する従来の場合に比べて無駄がなく、有線通信の通信量も減少する。
【００４６】
【実施形態３】
図３は、建物１に対する認証機器２および親局３の配置の一例を示す図である。建物１内には部屋Ｄ，Ｅ，Ｆと通路Ｇとがあり、各出入り口には認証機器２が配置され、各部屋・通路には親局３が配置されている。このうち、部屋Ｅには親局３が配置されておらず、部屋Ｆの出入り口には認証機器２が配置されていない。このような配置の方式を本明細書では、不均一に配置するという。
【００４７】
図３において、部屋Ｄ内に認証媒体４と携帯無線端末５を持つ人間がいる場合を考える。部屋Ｄには認証機器２と親局３が両方配置されているので、２通りの手法により位置範囲を確認できる。その論理積をとると、２通りの手法で確認したことになり、より狭い位置範囲について信頼性の高い情報を得ることができる。
【００４８】
部屋Ｅ内に認証媒体４と携帯無線端末５を持つ人間がいる場合を考える。部屋Ｅには認証機器２は配置されているが、親局３は配置されていない。親局３が配置されていないために携帯無線端末５を使用した無線通信８はできないが、認証媒体４を使用して位置範囲を特定できる。
【００４９】
部屋Ｆ内に認証媒体４と携帯無線端末５を持つ人間がいる場合を考える。部屋Ｆには認証機器２が配置されていないが、親局３は配置されている。この場合、認証媒体４を使用した位置範囲の特定はできないが、携帯無線端末５を使用し、位置範囲を特定し、無線通信８できる。
【００５０】
部屋ＥとＦのいずれかに認証媒体４と携帯無線端末５を持つ人間がいる場合を考える。部屋Ｅには認証機器２があり、部屋Ｆには親局３があるので、認証媒体４と携帯無線端末５を使用した位置範囲の特定結果の論理和をとると、ＥとＦのどちらの部屋にいても位置範囲を特定できる。
【００５１】
このように、認証機器２と親局３を組み合わせると、機器を配置するための予算や環境に応じて、狭い位置範囲を高い信頼性で特定する必要がある場所，位置範囲の特定のみすればよい場所，部屋の全ての入り口に認証機器を取り付けるとコスト高になるため配置しない場所などを使い分けることができる。
【００５２】
また、監視カメラ・動体センサなどと組み合わせると、位置監視の範囲を広げることも可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、屋内での無線通信システムの情報に個人認証システムなどの情報を組み合わせるので、建物内における人・物の位置範囲を広範囲に特定し、または、狭い位置範囲を高い信頼性で特定可能であり、結果的に無線通信における所在確認のための通信を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による位置追跡型無線通信システムの実施形態１の系統構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による位置追跡型無線通信システムの認証媒体４と認証機器２を用いて建物内での人間の位置範囲を特定する手順を説明する図である。
【図３】建物１に対する認証機器２および親局３の配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 建物
２，２ａ，２ｂ 認証機器
３ 親局
４，４ａ，４ｂ 認証媒体
５ 携帯無線端末（子局）
６ 上位処理装置
７ 有線ネットワーク
８ 無線通信
９ 認証作業（接触または非接触）
１０ 認証機器通過データベース
１１ 認証情報データベース
１２ 機器配置データベース
１３ 位置追跡処理部
１４ 位置データベース
１５ 無線通信処理部
Claims (5)
- 携帯無線端末を所持する移動体が複数の親局を配置した建物内を移動する位置を追跡し前記移動体の位置に対応する親局と前記携帯無線端末とが通信する位置追跡型無線通信システムにおいて、
各々の移動体の認証情報を記録する認証媒体と、前記建物内に配置され前記認証媒体から認証情報を抽出する認証機器と、前記認証機器からの認証情報と認証情報を抽出した時間とを登録する認証情報データベースと、前記親局および前記認証機器の建物内の配置情報を持つ機器配置データベースと、前記認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから前記移動体の建物内の位置範囲を特定する位置追跡処理部と、特定された位置範囲にある親局と前記移動体の携帯無線端末とを無線送受信させる無線通信処理部とを備えたことを特徴とする位置追跡型無線通信システム。 - 携帯無線端末を所持する移動体が複数の親局を配置した建物内を移動する位置を追跡し前記移動体の位置に対応する親局と前記携帯無線端末とが通信する位置追跡型無線通信システムにおいて、
各々の移動体の認証情報を記録する認証媒体と、前記建物内に配置され前記認証媒体から認証情報を抽出する認証機器と、前記認証機器からの認証情報と認証情報を抽出した時間とを登録する認証情報データベースと、前記親局および前記認証機器の建物内の配置情報を持つ機器配置データベースと、前記認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから前記移動体の建物内の位置範囲を特定する位置追跡処理部と、特定された位置範囲にある親局と前記移動体の携帯無線端末とを所在確認のために通信させ最適と決定された一つの親局と前記携帯無線端末とを無線送受信させる無線通信処理部とを備えたことを特徴とする位置追跡型無線通信システム。 - 携帯無線端末を所持する移動体が複数の親局を不均一に配置した建物内を移動する位置を追跡し前記移動体の位置に対応する親局と前記携帯無線端末とが通信する位置追跡型無線通信システムにおいて、
各々の移動体の認証情報を記録する認証媒体と、前記建物内に不均一に配置され前記認証媒体から認証情報を抽出する認証機器と、前記認証機器からの認証情報と認証情報を抽出した時間とを登録する認証情報データベースと、前記親局および前記認証機器の建物内の配置情報を持つ機器配置データベースと、前記認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから前記移動体の建物内の位置範囲を特定するとともに前記親局の配置情報と前記携帯無線端末の位置情報とから前記移動体の建物内の位置範囲を特定する位置追跡処理部と、特定された位置範囲にある親局と前記移動体の携帯無線端末とを無線送受信させる無線通信処理部とを備えたことを特徴とする位置追跡型無線通信システム。 - 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の位置追跡型無線通信システムにおいて、
前記位置追跡処理部が、
前記認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから特定した前記移動体の建物内の位置範囲と、前記親局の配置情報と前記携帯無線端末の位置情報とから特定した前記移動体の建物内の位置範囲との論理和を前記移動体の建物内の位置範囲と推定する手段と、
前記認証機器の配置情報と認証情報を抽出した時刻とから特定した前記移動体の建物内の位置範囲と、前記親局の配置情報と前記携帯無線端末の位置情報とから特定した前記移動体の建物内の位置範囲との論理積を前記移動体の建物内の位置範囲と推定する手段とを含むことを特徴とする位置追跡型無線通信システム。 - 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の位置追跡型無線通信システムにおいて、
前記携帯無線端末と前記認証媒体とが一体化していることを特徴とする位置追跡型無線通信システム。
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