JP2006252171A - 遠隔センシングシステム及びセンサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 センサユニットでの検出情報を効率よく送信でき、省電力化を実現してバッテリの長寿命化を可能にした遠隔センシングシステム及びセンサユニットを提供する。
【解決手段】 センサ駆動制御部２２により発生タイミングの異なる第１のイネーブル信号Ａ及び第２のイネーブル信号Ｂを生成し、第１のイネーブル信号Ａによりセンサ本体２１を駆動して被検体４の検出データを出力させ、これらの検出データを、センシング信号として、センシング信号蓄積部２３に記憶させる。その後、第２のイネーブル信号Ｂによりセンシング信号蓄積部２３に記憶されたセンシング信号をセンシング信号圧縮部２４に読み出し、圧縮処理によりハイビットレートの高速信号に変換してセンシング信号送信部２５に出力し、アンテナ部２７からセンタ装置１に向け送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、センシング対象物の状態を通信回線を介して遠隔的に監視する遠隔センシングシステムおよびセンサユニットに関するものである。

最近、センシングシステムとして、例えば、人体の健康状態を通信回線を利用して遠隔的に監視するシステムなどが種々提案されている。

特許文献１および特許文献２は、このようなセンシングシステムの一例を示すもので、人体にモジュール化された小型のライフセンサを取着して人の脈拍、動き、音、体温等をリアルタイムに測定し、その測定情報をもとに通信回線を介して監視センタヘ通報し、監視センタでは、上記通報を受けると送信元の被検者を通信回線を用いて呼び返すような機能を有している。
特開平１０-１５５７４９号公報 特開２０００-９３３９８号公報

ところで、このようなセンシングシステムに用いられるセンサユニットは、超小形であるにもかかわらず、センサ本体の他に、監視センタとのデータのやり取りを行なうためのデータ送受信部などを備え、内蔵バッテリを電源にして駆動されるようになっている。

ところが、上述したセンシングシステムでは、センサユニットを常時動作状態にして、被検者の健康状態をリアルタイムで測定するようになっているため、センサユニットの検出データを送信するセンサユニット側での消費電力が大きく、頻繁にセンサユニット内のバッテリ交換を行う必要があった。このことは、センサユニットでのバッテリ交換を忘れると、測定及び監視動作が正確に行われなくなるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、センサユニットでの検出情報を効率よく送信でき、省電力化を実現してバッテリの長寿命化を可能にした遠隔センシングシステム及びセンサユニットを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、センシング対象物に対応して設けられるセンサユニットと、このセンサユニットとの間で通信回線を介して信号の伝送を行うセンタ装置とを具傭し、前記センタ装置は、前記センサユニットのセンサ駆動信号を設定するセンサ駆動信号設定手段と、前記センサ駆動信号設定手段で設定されたセンサ駆動信号を前記センタユニットヘ送信する送信手段と、前記センサユニットから送信される、前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を受信する受信手段とを具備し、前記センサユニットは、前記センタ装置から送信されるセンサ駆動信号を受信するセンサ駆動信号受信手段と、センサ駆動信号受信手段で受信された前記センサ駆動信号に応じて発生タイミングの異なる駆動制御信号を発生するセンサ駆動制御手段と、前記駆動制御信号により、前記センシング対象物の状態を検出するセンサ本体と、前記前記センサ本体の検出情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換する信号変換手段と、前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信するセンシング信号送信手段とを具備することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動制御信号は、発生タイミングが異なる第１および第２の駆動制御信号からなり、前記センサ本体は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センシング対象物の状態を検出し、前記記憶手段は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センサ本体の検出情報を記憶し、前記信号変換手段は、前記第２の駆動制御信号により駆動され、前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換し、前記センシング信号送信手段は、前記第２の駆動制御信号により駆動され、前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記センサ駆動制御手段は、前記センサ駆動信号に応じて前記第１及び第２の駆動制御信号の発生タイミングを任意に設定可能とすることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記信号変換手段は、前記センサ本体の検出情報を圧縮処理してハイビットレートの高速信号に変換することを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記記憶手段は、前記センサユニットに対し着脱可能な記憶媒体からなることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、センシング対象物に対応して設けられ、通信回線を介してセンタ装置との間で信号の伝送が可能なセンサユニットであって、前記センタ装置から送信されるセンサ駆動信号を受信するセンサ駆動信号受信手段と、前記センサ駆動信号受信手段で受信された前記センサ駆動信号に応じて発生タイミングの異なる駆動制御信号を発生するセンサ駆動制御手段と、前記駆動制御信号により、前記センシング対象物の状態を検出するセンサ本体と、前記前記センサ本体の検出情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換する信号変換手段と、前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信するセンシング信号送信手段とを具備することを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記駆動制御信号は、発生タイミングの異なる第１および第２の駆動制御信号からなり、前記センサ本体は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センシング対象物の状態を検出し、前記記憶手段は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センサ本体の検出情報を記憶し、前記信号変換手段は、前記第２の駆動制御信号により駆動され、前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換し、前記センシング信号送信手段は、前記第２の駆動制御信号により前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信することを特徴ととしている。

請求項８記載の発明は、センシング対象物に対応して設けられ、通信回線を介してセンタ装置との間で信号の伝送が可能なセンサユニットであって、センサ駆動信号を記憶するとともに、該センサ駆動信号に応じて駆動制御信号を発生するセンサ駆動制御手段と、前記駆動制御信号により、前記センシング対象物の状態を検出するセンサ本体と、前記前記センサ本体の検出情報を記憶する記憶手段と、前記駆動信号と異なる他の駆動制御信号により前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換する信号変換手段と、前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信するセンシング信号送信手段とを具備することを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記駆動制御信号は、発生タイミングの異なる第１および第２の駆動制御信号からなり、前記センサ本体は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センシング対象物の状態を検出し、前記記憶手段は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センサ本体の検出情報を記憶し、前記信号変換手段は、前記第２の駆動制御信号により駆動され、前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換し、前記センシング信号送信手段は、第２の駆動制御信号により駆動され、前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信することを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項６乃至９のいずれかに記載の発明において、前記センサ駆動制御手段は、前記センサ駆動信号に基づいて前記第１及び第２の駆動制御信号の発生タイミングを任意に設定可能とすることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項６乃至９のいずれかに記載の発明において、前記信号変換手段は、前記センサ本体の検出情報を圧縮処理してハイビットレートの高速信号に変換することを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、請求項６乃至９のいずれかに記載の発明において、前記記憶手段は、前記センサユニットに対し着脱可能な記憶媒体からなることを特徴としている。

本発明によれば、センサユニットでの検出情報を効率よく送信でき、省電力化を実現してバッテリの長寿命化を可能にし、これによりバッテリ交換作業の負担を軽減するとともに、バッテリ切れによる監視業務の信頼性低下を防止するようにした遠隔センシングシステム及びセンサユニットを提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる遠隔センシングシステムの概略構成を示すもので、ここでの遠隔センシングシステムは、被検体の健康状態などを監視するものに適用した例を示している。

この場合、遠隔センシングシステムは、医療施設や介護施設などに設置されるセンタ装置１と、このセンタ装置１に対し無線ネットワーク３を介して接続されるセンサユニット２とから構成される。センサユニット２はモジュール化されたもので、監視対象の被検体４に対し、例えばアクリル系両面接着テープにより直接貼付される。アクリル系両面接着テープは、被検体４の皮膚にかぶれ等の炎症が起きにくい、センサユニット２を被検体４からはがした時にセンサユニット２や被検体４の表面に接着のりが付着しにくい、接着層を薄くできるなどの利点を有する。

無線ネットワーク３としては、例えばＢＴ(BlueTooth)(登録商標)等の近距離データ通信システムや、無線ＬＡＮ(Local Area Network)、ＰＨＳ(Personal Handyphon System)(登録商標)、携帯電話システム等が使用される。

なお、センタ装置１とセンサユニット２との間は必ずしも直接接続する必要はなく、無線中継器を介して接続するようにしてもよい。この場合、センサユニット２と無線中継器との問の無線通信方式としてはＢＴや無線ＬＡＮ等の微弱又は小電力型の方式が、一方、無線中継器とセンタ装置１との問の無線通信方式として携帯電話システム等の長距離通信が可能な方式がそれぞれ使用される。

センタ装置１は、制御部１１と、受信部１２と、送信部１３と、アンテナ部１４とを備えている。受信部１２は、センサユニット２から無線ネットワーク３を介して伝送された無線信号を受信したのち復調し、この復調により得られるセンシング信号を制御部１１へ出力するものである。送信部１３は、制御部１１から出力されたセンサ駆動信号を変調したのち無線信号に変換し、この無線信号をアンテナ部１４からセンサユニット２に向け送信するものである。アンテナ部１４は、送信部１３からの制御信号を送信する送信アンテナ機能と、受信部１２へのセンシング信号を受信する受信アンテナ機能とを有し、この機能の切替はアンテナ部１４に含まれるサーキュレータなどの信号分配器により実施される。

制御部１１は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)やＤＳＰ(Digital Signal Processer)を備えたもので、この発明に係わる制御機能としてセンサ駆動信号設定手段を構成するセンサ駆動信号設定機能１１ａとセンシングデータ収集処理機能１１ｂとを有している。なお、これらの機能は上記ＣＰＵ又はＤＳＰにプログラムを実行させることにより実現される。

センシングデータ収集処理機能１１ｂは、受信部１２によりセンシング信号が受信された場合に、このセンシング信号を復号してセンシングデータを再生し、このセンシングデータをハードディスク等の記憶部(図示せず)に蓄積するものである。センサ駆動信号設定機能１１ａは、管理者の判断や被検体４の状況変化に応じてセンサ駆動信号を異なる内容のものに設定するためのものである。例えば、ある内容のセンサ駆動信号を設定している途中で、他の内容のセンサ駆動信号に設定を変更したり、この逆に他の内容のセンサ駆動信号を設定している途中で、最初の内容のセンサ駆動信号に設定を変更可能にしている。この場合、センサ駆動信号は、図２に示すように、例えばヘッダー（２バイト）、第１の駆動制御信号である第１のイネーブル信号のセンシング周期（２〜２２バイト）、第１のイネーブル信号のセンシング開始時刻（２〜３２バイト）、第１のイネーブル信号のセンシング終了時刻（２〜３２バイト）、第２の駆動制御信号である第２のイネーブル信号の送信開始時刻（２〜３２バイト）、フッタ（２バイト）から構成されている。

そして、設定されたセンサ駆動信号を送信部１３へ出力し、この送信部１３からセンサユニット２に向け送信させる。

一方、センサユニット２は、図３に示すように、センサ本体２１と、駆動信号発生手段としてのセンサ駆動制御部２２と、記憶手段としてのセンシング信号蓄積部２３と、信号変換手段としてのセンシング信号圧縮部２４と、センシング信号送信手段としてのセンシング信号送信部２５と、センサ駆動信号受信手段としてのセンサ駆動信号受信部２６と、アンテナ部２７と、バッテリ２８とを備えている。

センサ本体２１は、図４に示すように加速度センサ２１１と温度センサ２１２を備えたもので、加速度センサ２１１により被検体４の脈拍、血圧、人の動きなどを検出し、温度センサ２１２により体温などを検出するようにしている。勿論、センサ本体２１は、これら加速度センサ２１１と温度センサ２１２に限らず、他のセンサにより構成することもできる。

センサ駆動制御部２２は、図４に示すようにＣＰＵ２２１と、記憶部２２２と、クロック信号発生部２２３と、ＡＤ変換部２２４，２２５と、サーバ・プログラミング・インターフェース（ＳＰＩ）２２６とを備えている。

クロック信号発生部２２３は、ＣＰＵ２２１のクロック制御信号に基づいて所定周期のクロック信号を発生する。記憶部２２２は、ＣＰＵ２２１により実行されるプログラムとともに、駆動信号としての第１のイネーブル信号と第２のイネーブル信号の発生タイミングの設定データを記憶している。ＣＰＵ２２１は、センサ本体２１の加速度センサ２１１と温度センサ２１２を始めとして、センシング信号蓄積部２３、センシング信号圧縮部２４、センシング信号送信部２５、センサ駆動信号受信部２６を駆動制御するもので、上述したセンタ装置１から送られてくるセンサ駆動信号のヘッダーに含まれるセンサユニットの識別番号から当該センサ駆動信号が自己宛のものかどうかを判定し、自己宛のものであれば当該センサ駆動信号をメモリ(図示せず)に保存する。そして、以後この保存されたセンサ駆動信号に含まれる第１のイネーブル信号のセンシング周期、センシング開始時刻、センシング終了時刻および第２のイネーブル信号の送信開始時刻に基づいてクロック信号発生部２２３から第１イネーブル信号Ａ又は第２のイネーブル信号Ｂを発生する。

図６は、第１のイネーブル信号Ａと第２のイネーブル信号Ｂの発生タイミング、図７は、第１のイネーブル信号Ａと第２のイネーブル信号Ｂの送出先を示す。第１のイネーブル信号Ａは、センサ駆動信号に含まれる第１のイネーブル信号に対するセンシング周期、センシング開始時刻、センシング終了時刻に基づいて出力される。この場合、センシング開始時刻とセンシング終了時刻は、例えば、昼間の所定の時間帯が設定される。また、第２のイネーブル信号Ｂは、センサ駆動信号に含まれる第２のイネーブル信号の送信開始時刻に基づいて出力される。この場合、送信開始時刻は、例えば、夜間の所定の時刻が設定される。そして、第１のイネーブル信号Ａは、センサ本体２１、センサ駆動信号受信部２６、センシング信号蓄積部２３、記憶部２２２、ＡＤ変換器２２４，２２５に与えられ、第２のイネーブル信号Ｂは、センシング信号圧縮部２４、センシング信号送信部２５に与えられるようになっている。

ＡＤ変換部２２４、２２５は、ＣＰＵ２２１からの第１のイネーブル信号Ａにより駆動される加速度センサ２１１と温度センサ２１２からの検出データをデジタル信号に変換するもので、ＣＰＵ２２１よりＳＰＩ２２６を介してセンシング信号として出力する。

なお、ＣＰＵ２２１から加速度センサ２１１と温度センサ２１２に供給する第１のイネーブル信号Ａとしてはスタンバイ信号が用いられる。加速度センサ２１１と温度センサ２１２は、スタンバイ信号が“Ｈ”レベルになるとセンシングを行う動作状態となり、”Ｌ“レベルになると非動作状態、つまり電力消費量の少ないスタンバイ状態となる。

図３に戻って、センシング信号蓄積部２３は、第１のイネーブル信号Ａにより駆動され、センサ駆動制御部２２から出力されるセンシング信号を一時記憶する記憶媒体である。この場合、センシング信号蓄積部２３は、例えば、スマートメディアやメモリスティクなど、センサユニット２に対し着脱可能な記憶媒体が用いることもできる。センシング信号圧縮部２４は、第２のイネーブル信号Ｂにより駆動され、センシング信号蓄積部２３に記憶されたセンシング信号を読み出し、圧縮処理することによりハイビットレートの高速信号に変換し、センシング信号送信部２５に出力する。

図８は、センシング信号圧縮部２４で圧縮処理されたセンシング信号の一例を示すもので、例えば、ヘッダー（２バイト）、圧縮されたＸ軸加速度データ列（２〜８×Ｎバイト）、圧縮されたＹ軸加速度データ列（２〜８×Ｎバイト）、圧縮されたＺ軸加速度データ列（２〜８×Ｎバイト）、温度データ列（２〜８×Ｎバイト）、フッタ（２バイト）から構成されている。

この場合、センシング信号蓄積部２３からのセンシング信号の読み出しは、第２のイネーブル信号Ｂによる駆動タイミングで行われる。

センシング信号送信部２５とセンサ駆動信号受信部２６は、図５に示すように構成されている。センシング信号送信部２５は、ＳＰＩ２５１と、デジタル信号制御部２５２と、信号変調部２５３と、混合部２５４と、電力増幅部２５５と、送受信信号分配部２５６とを備えている。また、センサ駆動信号受信部２６は、水晶発振器２６１と、位相安定化回路２６２と、電圧制御形発振器２６３と、低雑音増幅部２６４と、混合部２６５と、信号復調部２６６と、デジタル信号制御部２６７と、ＳＰＩ２６８とを備えている。

センシング信号送信部２５は、センシング信号圧縮部２４で高速信号に変換されたセンシング信号をＳＰＩ２５１を介してデジタル信号制御部２５２に取り込み、さらに信号変調部２５３でデジタル変調、例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調し、混合部２５４を介して所定のフォーマットに変換してセンシングデータを作成する。この作成されたセンシングデータを電力増幅部２５５で電力増幅し、送受信信号分配部２５６よりアンテナ部２７を介して、センタ装置１に向け送信させる。また、センサ駆動信号受信部２６は、センタ装置１から送られた無線信号をアンテナ部２７で受信すると、送受信信号分配部２５６より低雑音増幅部２６４を介して混合部２６５に取り込み、ここで電圧制御形発振器２６３の出力と混合した所定周波数に変換した後、信号復調部２６６でデジタル復調し、このデジタル復調により得られた制御信号をデジタル信号制御部２６７よりＳＰＩ２６８を介してセンサ駆動制御部２２に供給する。

バッテリ２８は、例えばボタン型リチウム電池からなるもので、このバッテリ２８から発生するＤＣ電圧を、センサ本体２１、センサ駆動制御部２２、センシング信号蓄積部２３、センシング信号圧縮部２４、センシング信号送信部２５およびセンサ駆動信号受信部２６に駆動電源として供給するようになっている。

次に、以上のように構成されたシステムの動作を説明する。

いま，センタ装置１の制御部１１のセンサ駆動信号設定機能１１ａにおいてセンサ駆動信号が生成されると、この生成されたセンサ駆動信号は、センサユニット２に向け送信部１３により送信させる。

これに対しセンサユニット２は、センサ駆動信号受信部２６によりセンサ駆動信号が受信されると、この受信されたセンサ駆動信号が自己宛のものかどうかを判定する。そして、自己宛のものであれば、このセンサ駆動信号を不図示のメモリに保存する。その後、まず、ＣＰＵ２２１は、保存されたセンサ駆動信号に含まれる第１のイネーブル信号Ａのセンシング周期、センシング開始時刻、センシング終了時刻に基づいて、クロック制御信号を生成してクロック信号発生部２２３に出力し、クロック信号発生部２２３より発生されるクロック信号に基づいて第１のイネーブル信号Ａを生成し発生する。

センサ本体２１の加速度センサ２１１と温度センサ２１２は、第１のイネーブル信号Ａのセンシング開始時刻からセンシング終了時刻までの間、イネーブル信号のセンシング周期で所定期間動作し、この動作期間に被検体４の脈拍、血圧、人の動きを始め体温を検出し、その検出データ（検出情報）をセンシング信号として出力する。

このセンシング信号は、第１のイネーブル信号Ａのタイミングでセンシング信号蓄積部２３に記憶される。この場合、センシング信号蓄積部２３に蓄えられたセンシング信号は、直ちにセンシング信号圧縮部２４に読み出されることなく、そのまま記憶される。

その後、センサ駆動信号に含まれる第２のイネーブル信号Ｂの送信開始時刻になると、ＣＰＵ２２１は、クロック信号発生部２２３のクロック信号に基づいて第２のイネーブル信号Ｂを生成して出力する。

この第２のイネーブル信号Ｂによりセンシング信号圧縮部２４が駆動され、センシング信号蓄積部２３に記憶されたセンシング信号を読み出す。そして、このセンシング信号を圧縮処理することによりハイビットレートの高速信号に変換し、センシング信号送信部２５に出力する。この場合、センシング信号圧縮部２４で圧縮処理されたセンシング信号は、図８に示すように、例えばヘッダー（２バイト）、圧縮されたＸ軸加速度データ列（２〜８×Ｎバイト）、圧縮されたＹ軸加速度データ列（２〜８×Ｎバイト）、圧縮されたＺ軸加速度データ列（２〜８×Ｎバイト）、温度データ列（２〜８×Ｎバイト）、フッタ（２バイト）から構成されている。

センシング信号送信部２５は、第２のイネーブル信号Ｂにより駆動されており、センシング信号圧縮部２４でハイビットレートの高速信号に変換されたセンシング信号を高周波の信号に変換し、アンテナ部２７からセンタ装置１に向け送信する。

センタ装置１は、制御部１１によりセンサユニット２から送信されるセンシング信号の受信を監視する。そして、受信部１２によりセンシング信号が受信されると、上記受信されたセンシング信号をセンシングデータ収集処理機能１１ｂにより復号(誤り訂正復号処理も含む)してセンシングデータを再生し、このセンシングデータを制御部内の記憶部に蓄積する。

一方、センタ装置１の制御部１１のセンサ駆動信号設定機能１１ａによりセンサ駆動信号が異なる内容のものに再設定されると、この再設定された新たなセンサ駆動信号は、送信部１３からセンサユニット２に向け送信される。これ以後は、この新たなセンサ駆動信号に含まれる第１のイネーブル信号のセンシング周期、センシング開始時刻、センシング終了時刻および第２のイネーブル信号の送信開始時刻に基づいて第１のイネーブル信号Ａ及び第２のイネーブル信号Ｂが生成される。第１のイネーブル信号Ａによりセンサ本体２１、センサ駆動信号受信部２６、センシング信号蓄積部２３、記憶部２２２、ＡＤ変換器２２４，２２５が駆動され、第２のイネーブル信号Ｂにより、センシング信号圧縮部２４、センシング信号送信部２５が駆動され、上述したと同様にして、センサ本体２１の加速度センサ２１１と温度センサ２１２により検出された被検体４の脈拍、血圧、人の動きを始め体温のセンシング信号がセンシング信号蓄積部２３に一旦記憶され、その後、センシング信号圧縮部２４でハイビットレートの高速信号に変換されてセンシング信号送信部２５よりセンタ装置１に送信される。

このようにすれば、センシング信号送信部２５は、センシング信号圧縮部２４で圧縮処理され、ハイビットレートの高速信号に変換したものをセンタ装置１に送信しているので、センシング信号送信部２５でのセンシング信号の送信時間を大幅に短縮することができる。このためバッテリ２８の寿命は大幅に延命化され、バッテリ２８の交換頻度が減少して被検者の負担を軽減することができる。また、バッテリ２８から出力される動作電流の最大値を低い値に抑制することもできるので、バッテリ切れ寸前の状態でも、センサユニット２が即時動作不能に陥るようなことなく、測定動作及び送信動作を継続することが可能となる。

また、第１のイネーブル信号Ａの発生タイミングで駆動される加速度センサ２１１、温度センサ２１２およびセンシング信号蓄積部２３と、第２のイネーブル信号Ｂの発生タイミングで駆動されるセンシング信号圧縮部２４とセンシング信号送信部２５は、動作タイミングが重なることがないので、センサユニット２での消費電力を大幅に低減することが可能となる。

また、センシング信号蓄積部２３として、センサユニット２に対して着脱可能な記憶媒体を用いれば、センタ装置１に送信する前のセンシングデータを途中で取出し、他に利用することもできる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

この第２の実施の形態では、図３で述べたセンサユニットを複数個用意し、これら複数のセンサユニットを無線ネットワークを介してセンタ装置に接続するようにしたものである。

図９は、本発明の第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１および図３と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

図において、２Ａ〜２Ｎはセンサユニットで、これらセンサユニット２Ａ〜２Ｎは、それぞれ図３で述べたと同様な構成のものからなっている。そして、これらセンサユニット２Ａ〜２Ｎは、それぞれ別の被検体４Ａ〜４Ｎ又は同一の被検体の異なる複数の部位に取着されており、無線ネットワーク３を介してセンタ装置１に接続されている。

センタ装置１の制御部１１は、センサ駆動信号設定機能１１ａとセンシングデータ収集処理機能１１ｂの他に、さらに送信タイミング設定機能１１ｃを有している。なお、これらの機能はＣＰＵ又はＤＳＰにプログラムを実行させることにより実現される。

送信タイミング設定機能１１ｃは、各センサユニット２Ａ〜２Ｎに対しそれぞれ時間をずらして順次センサ駆動信号を送信するためのものである。

次に、以上のように構成されたシステムの動作を説明する。

センタ装置１において制御部１１のセンサ駆動信号設定機能１１ａよりセンサ駆動信号が生成されると、このセンサ駆動信号は，送信タイミング設定機能１１ｃにより時間をずらされ各センサユニット２Ａ〜２Ｎに送られる。図１０にセンサ駆動信号ＣＳ１、ＣＳ２〜ＣＳｎの送信タイミングの一例を示す。すなわち、センサ駆動信号ＣＳ１は、センサユニット２Ａに向け、センサ駆動信号ＣＳ２は、センサユニット２Ｂに向け、センサ駆動信号ＣＳｎは、センサユニット２Ｎに向け送られる。

これに対し各センサユニット２Ａ〜２Ｎは、センサ駆動信号受信部２６によりセンサ駆動信号が受信されると、この受信されたセンサ駆動信号が自己宛のものかどうかをセンサ駆動制御部２２により判定する。そして、自己宛のものであれば、当該センサ駆動信号をメモリ(図示せず)に保存する。そして、以後この保存されたセンサ駆動信号に含まれる第１のイネーブル信号のセンシング周期、センシング開始時刻、センシング終了時刻に基づいてクロック信号発生部２２３から第１のイネーブル信号Ａが発生する。

したがって、各センサユニット２Ａ〜２Ｎのセンサ本体２１は、第１のイネーブル信号Ａのセンシング開始時刻からセンシング終了時刻までの間、指示されたセンシング周期で所定時間動作し、この動作期間に被検体４の脈拍、血圧、人の動きを始め体温を検出し、その検出データ（検出情報）をセンシング信号として出力する。

これらの検出データは、一旦それぞれのセンサユニットのセンシング信号蓄積部２３に記憶される。この場合、センシング信号蓄積部２３に蓄えられたセンシング信号は、直ちにセンシング信号圧縮部２４に読み出されることなく、そのまま記憶される。

その後、センサ駆動信号に含まれる第２のイネーブル信号Ｂの送信開始時刻になると、センサ駆動制御部２２は、クロック信号発生部２２３のクロック信号に基づいて第２のイネーブル信号Ｂを生成して出力する。すると、センシング信号蓄積部２３に記憶されたセンシング信号が読み出され、このセンシング信号圧縮部２４での圧縮処理によりハイビットレートの高速信号に変換されてセンシング信号送信部２５に出力される。

センシング信号送信部２５は、センシング信号圧縮部２４でハイビットレートの高速信号に変換された検出データを高周波信号に変換し、アンテナ部２７からセンタ装置１に向け送信する。この場合も、各センサユニット２Ａ〜２Ｎからセンタ装置１に向け送信されるセンシング信号は、それぞれ時間をずらして送信タイミングが重ならないようにしている。

一方、センタ装置１の制御部１１は、各センサユニット２Ａ〜２Ｎから送信されるセンシング信号の到来を監視する。センシング信号の到来を確認すると、各センサユニット２Ａ〜２Ｎからのセンシング信号の、それぞれの受信タイミングが重ならないようにして受信部１２で受信する。そして、受信部１２によりセンシング信号が受信されるごとに、この受信されたセンシング信号をセンシングデータ収集処理機能１１ｂにより復号(誤り訂正復号処理等も含む)してセンシングデータを再生し、このセンシングデータを制御部内の図示しない記憶部にセンサユニット２Ａ〜２Ｎの識別番号に対応付けてそれぞれ蓄積する。

したがって、このようにすれば、各センサユニット２Ａ〜２Ｎに対して送信タイミング設定機能１１ｃにより時間をずらされたセンサ駆動信号が送られる。これに対し各センサユニット２Ａ〜２Ｎは、それぞれ、センサ駆動信号が受信されるごとにセンサ駆動信号に含まれる第１のイネーブル信号のセンシング周期、センシング開始時刻、センシング終了時刻および第２のイネーブル信号の送信開始時刻に基づいて第１のイネーブル信号Ａと第２のイネーブル信号Ｂを生成する。そして、第１のイネーブル信号Ａによりセンサ本体２１を駆動し、被検体４Ａ〜４Ｎの脈拍、血圧、人の動きを始め体温を検出し、一旦センシング信号蓄積部２３に記憶させ、その後、第２のイネーブル信号Ｂの発生によりセンシング信号蓄積部２３に記憶したセンシング信号をセンシング信号圧縮部２４で圧縮処理し、ハイビットレートの高速信号に変換しセンシング信号送信部２５よりセンタ装置１へ送信するようにしている。

この場合も、各センサユニット２Ａ〜２Ｎでは、一旦記憶したセンシング信号を圧縮処理しハイビットレートの高速信号に変換したものをセンシング信号送信部２５よりセンタ装置１に送信するようになり、センシング信号送信部２５でのセンシング信号の送信時間を大幅に短縮することができ、消費電力は大幅に低減される。このため各センサユニット２Ａ〜２Ｎでのバッテリ２８の寿命は大幅に延命化され、バッテリ２８の交換頻度が減少して被検者の負担を軽減することができる。また、バッテリ交換忘れ等によるバッテリ切れの発生を低減して監視業務の信頼性を高く維持することが可能となる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

この第３の実施の形態では、センサユニット２内部に直接センサ駆動信号を記憶する機能を備え、この記憶されたセンサ駆動信号によりセンサ本体により被検体４の脈拍、血圧、人の動きを始め体温などのデータを検出するようにしたものである。

図１１は、本発明の第３の実施の形態に適用されるセンサユニットの概略構成を示もので、図３と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

この場合、センサユニット２は、図３に示す構成からセンサ駆動信号受信部２６が削除される。さらにセンタ装置１の制御部１１のセンサ駆動信号設定機能１１ａおよび送信部１３も削除される。また、センサ駆動制御部２２は、記憶部２２２にパソコンなどの別の手段により直接センサ駆動信号を記憶させ、これをＣＰＵ２２１より読み出すことにより第１及び第２のイネーブル信号Ａ、Ｂを生成するようにしている。

このようにすると、センサ駆動制御部２２のＣＰＵ２２１が予め記憶部２２２に記憶されたセンサ駆動信号を読み出すと、センサ駆動信号に含まれる第１のイネーブル信号Ａのセンシング周期、センシング開始時刻、センシング終了時刻および第２のイネーブル信号の送信開始時刻に基づいて第１のイネーブル信号Ａと第２のイネーブル信号Ｂが設定される。そして、第１のイネーブル信号Ａでセンサ本体２１を駆動し、被検体４Ａ〜４Ｎの脈拍、血圧、人の動きを始め体温を検出し、一旦センシング信号蓄積部２３に記憶させ、その後、第２のイネーブル信号Ｂの発生によりセンシング信号蓄積部２３に記憶したセンシング信号をセンシング信号圧縮部２４で圧縮処理し、ハイビットレートの高速信号に変換しセンシング信号送信部２５よりセンタ装置１に送信する。これらの詳細な動作は、第１の実施の形態で述べたのと同様である。

このようにすれば、センサユニット２では、事前にセンサ駆動信号が記憶され、このセンサ駆動信号に基づいて生成された第１のイネーブル信号Ａによりセンサ本体２１の加速度センサ２１１と温度センサ２１２より検出データを取得し、その後、第２のイネーブル信号Ｂにより取得したセンシング信号を圧縮処理し、ハイビットレートの高速信号に変換してセンタ装置１に送信するようにしているので、消費電力は大幅に低減される。このためセンサユニット２のバッテリ２８の寿命は大幅に延命化され、バッテリ２８の交換頻度が減少して被検者の負担を軽減することができる。また、バッテリ交換忘れ等によるバッテリ切れの発生を低減して監視業務の信頼性を高く維持することが可能となる。また、センサ駆動信号を外部から受信して処理するものと比べ、センサユニット２の構成を簡素化できる。

なお、センタ装置１及びセンサユニット２の構成、センサ駆動信号に含まれる第１のイネーブル信号のセンシング周期、センシング開始時刻、センシング終了時刻および第２のイネーブル信号の送信開始時刻などの設定値、センシング対象物の種類等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。要するに本発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明の第１の実施の形態にかかる遠隔センシングシステムの概略構成を示す図。 第１の実施の形態で用いられるセンサ駆動信号の構成を示す図。 第１の実施の形態に用いられるセンサユニットの概略構成を示す図。 第１の実施の形態のセンサユニットに用いられるセンサ本体とセンサ駆動制御部の概略構成を示す図。 第１の実施の形態のセンサユニットに用いられるセンシング信号送信部とセンサ駆動信号受信部の概略構成を示す図。 第１の実施の形態のセンサユニットのイネーブル信号の発生タイミングを示す図。 第１の実施の形態のセンサユニットのイネーブル信号の送出先を示す図。 第１の実施の形態で用いられるセンシング信号の構成を示す図。 本発明の第２の実施の形態にかかる遠隔センシングシステムの概略構成を示す図。 第２の実施の形態のセンサ駆動信号の送信タイミングを説明する図。 本発明の第３の実施の形態にかかるセンサユニットの概略構成を示す図。

符号の説明

１…センタ装置、１１…制御部
１１a…センサ駆動信号設定機能
１１b…センシングデータ収集処理機能
１１ｃ…送信タイミング設定機能
１２…受信部、１３…送信部、１４…アンテナ部
２…センサユニット、２１…センサ本体
２１１…加速度センサ、２１２…温度センサ
２２…センサ駆動制御部、２２１…ＣＰＵ
２２１ａ…センシング周期設定機能
２２２…記憶部、２２３…クロック信号発生部
２２４、２２５…ＡＤ変換部、２２６…ＳＰＩ
２３…センシング信号蓄積部
２４…センシング信号圧縮部
２５…センシング信号送信部
２５１…ＳＰＩ、２５２…デジタル信号制御部
２５３…信号変調部、２５４…混合部
２５５…電力増幅部、２５６…送受信信号分配部
２６…センサ駆動信号受信部、２６１…水晶発振器
２６２…位相安定化回路、２６３…電圧制御形発振器
２６４…低雑音増幅部、２６５…混合部
２６６…信号復調部、２６７…デジタル信号制御部
２６８…ＳＰＩ、２７…アンテナ部、２８…バッテリ
２Ａ〜２Ｎ…センサユニット、３…無線ネットワーク
４…被検体、４Ａ〜４Ｎ…被検体

Claims (12)

1. センシング対象物に対応して設けられるセンサユニットと、このセンサユニットとの間で通信回線を介して信号の伝送を行うセンタ装置とを具傭し、
   前記センタ装置は、
   前記センサユニットのセンサ駆動信号を設定するセンサ駆動信号設定手段と、
   前記センサ駆動信号設定手段で設定されたセンサ駆動信号を前記センタユニットヘ送信する送信手段と、
   前記センサユニットから送信される、前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を受信する受信手段とを具備し、
   前記センサユニットは、
   前記センタ装置から送信されるセンサ駆動信号を受信するセンサ駆動信号受信手段と、
   センサ駆動信号受信手段で受信された前記センサ駆動信号に応じて発生タイミングの異なる駆動制御信号を発生するセンサ駆動制御手段と、
   前記駆動制御信号により、
   前記センシング対象物の状態を検出するセンサ本体と、
   前記センサ本体の検出情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換する信号変換手段と、
   前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信するセンシング信号送信手段と
   を具備することを特徴とする遠隔センシングシステム。
2. 前記駆動制御信号は、発生タイミングの異なる第１および第２の駆動制御信号からなり、
   前記センサ本体は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センシング対象物の状態を検出し、
   前記記憶手段は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センサ本体の検出情報を記憶し、
   前記信号変換手段は、前記第２の駆動制御信号により駆動され、前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換し、
   前記センシング信号送信手段は、前記第２の駆動制御信号により駆動され、前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信する
   ことを特徴とする請求項１記載の遠隔センシングシステム。
3. 前記センサ駆動制御手段は、前記センサ駆動信号に応じて前記第１及び第２の駆動制御信号の発生タイミングを任意に設定可能とすることを特徴とする請求項１又は２記載の遠隔センシングシステム。
4. 前記信号変換手段は、前記センサ本体の検出情報を圧縮処理してハイビットレートの高速信号に変換することを特徴とする請求項１又は２記載の遠隔センシングシステム。
5. 前記記憶手段は、前記センサユニットに対し着脱可能な記憶媒体からなることを特徴とする請求項１又は２記載の遠隔センシングシステム。
6. センシング対象物に対応して設けられ、通信回線を介してセンタ装置との間で信号の伝送が可能なセンサユニットであって、
   前記センタ装置から送信されるセンサ駆動信号を受信するセンサ駆動信号受信手段と、
   前記センサ駆動信号受信手段で受信された前記センサ駆動信号に応じて発生タイミングの異なる駆動制御信号を発生するセンサ駆動制御手段と、
   前記駆動制御信号により
   前記センシング対象物の状態を検出するセンサ本体と、
   前記前記センサ本体の検出情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換する信号変換手段と、
   前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信するセンシング信号送信手段とを具備することを特徴とするセンサユニット。
7. 前記駆動制御信号は、発生タイミングの異なる第１および第２の駆動制御信号からなり、
   前記センサ本体は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センシング対象物の状態を検出し、
   前記記憶手段は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センサ本体の検出情報を記憶し、
   前記信号変換手段は、前記第２の駆動制御信号により駆動され、前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換し、
   前記センシング信号送信手段は、前記第２の駆動制御信号により前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信する
   ことを特徴とする請求項６記載のセンサユニット。
8. センシング対象物に対応して設けられ、通信回線を介してセンタ装置との間で信号の伝送が可能なセンサユニットであって、
   センサ駆動信号を記憶するとともに、該センサ駆動信号に応じて駆動制御信号を発生するセンサ駆動制御手段と、
   前記駆動制御信号により
   前記センシング対象物の状態を検出するセンサ本体と、
   前記前記センサ本体の検出情報を記憶する記憶手段と、
   前記駆動信号と異なる他の駆動制御信号により前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換する信号変換手段と、
   前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信するセンシング信号送信手段とを具備することを特徴とするセンサユニット。
9. 前記駆動制御信号は、発生タイミングの異なる第１および第２の駆動制御信号からなり、
   前記センサ本体は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センシング対象物の状態を検出し、
   前記記憶手段は、前記第１の駆動制御信号により駆動され、前記センサ本体の検出情報を記憶し、
   前記信号変換手段は、前記第２の駆動制御信号により駆動され、前記記憶手段に記憶された前記センサ本体の検出情報を高速信号に変換し、
   前記センシング信号送信手段は、第２の駆動制御信号により駆動され、前記信号変換手段で高速信号に変換された前記センシング対象物の状態を表すセンシング信号を前記センタ装置へ送信する
   ことを特徴とする請求項８記載のセンサユニット。
10. 前記センサ駆動制御手段は、前記センサ駆動信号に基づいて前記第１及び第２の駆動制御信号の発生タイミングを任意に設定可能とすることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載のセンサユニット。
11. 前記信号変換手段は、前記センサ本体の検出情報を圧縮処理してハイビットレートの高速信号に変換することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載のセンサユニット。
12. 前記記憶手段は、前記センサユニットに対し着脱可能な記憶媒体からなることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載のセンサユニット。

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