JP2006305216A - バイタルデータ監視システム、バイタルデータ測定器及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のバイタルデータ監視システムは、バイタルサインのデータを測定し、バイタルデータとして測定データを無線にて発信するバイタルデータ測定器と、測定データを受信して利用者毎に管理するバイタルデータ監視装置とを有するバイタルデータ監視システムであり、バイタルデータ測定器が、携帯している人間のバイタルデータを検出する測定部と、検出されたバイタルデータを前記バイタル監視装置に対して発信する発信部と、人間が運動するときに生じる運動エネルギーを用いて発電し、各部に電力を供給する発電部とを有し、バイタルデータ監視装置が、バイタルデータを受信する受信部と、バイタルデータが識別ID毎に対応して記憶されるバイタルデータ記憶部とを有する。
【選択図】 図1
Description
例えば、ヒューマンヘルスケアを目的として、人が歩数計等のセンサと無線装置を組み合わせた端末(無線タグ)を携帯して、運動量及び健康状態を上記バイタルデータとしてセンシングし、そのバイタルデータを無線でバイタルデータ監視装置(無線タグリーダ)に送信して測定データをパソコンで管理するシステムが開発されている(例えば、非特許文献1参照)。
http://www.tanita.co.jp/products/planet/index.html
これを防ぐためには、取得データをバイタルデータ測定器に一時保存することも考えられるが、有る程度のデータ量のバイタルデータを保持するため、外付けメモリへのバイタルデータの書き込みが必要となり、バイタルデータ測定器のバッテリなどで駆動されている場合など、消費電力の観点から不利である。
一方、スポーツクラブなどにおいて、人が運動することにより発生する低質な運動エネルギーは、有効活用されないまま捨てられているのが現状である。
以下、本発明の第1の実施形態によるバイタルデータ監視システムを図面を参照して説明する。図1は同実施形態によるバイタルデータ監視システムの構成例を示す概念図である。この図において、各利用者はバイタルデータ測定器(例えば、センサ付きの無線タグ)1を携帯している。
このバイタルデータ測定器1は、例えば、小電力無線を用いたRFIDタグ(無線タグ)などの無線機能を有するものであり、バイタルデータを測定するセンサが設けられており、所定の時間間隔にて、この測定されたバイタルデータをバイタルデータ監視装置に対して、所定の周波数の無線により発信する。
バイタルデータ監視装置2は、各バイタルデータ測定器1からのバイタルデータを、各バイタルデータ測定器1の識別番号に対応して、内部の記憶部に記憶し、各利用者のバイタルデータの監視及び管理を行う。
図に示すように、バイタルデータ測定器1は、測定部11,発信部12,受信部13,記憶部14,発電部15,発電素子16,コンデンサ部17,制御部18,バッテリ部19から構成されている。
受信部13は、バイタルデータ監視装置2からの制御信号のデータ、例えば、バイタルデータの発信を指示するデータや、またはバイタルデータ測定器1からのバイタルデータを正常に受信したか否かを示すデータを受信する。
発電部15は、発電素子16及びコンデンサ部17を有しており、利用者の運動により発生する運動エネルギを電気エネルギに変換することで、発電動作を行う。
すなわち、上記発電素子は、振動により加えられる圧力を電気エネルギに変化させる圧電変換素子であり、また、振動により鎖交する磁束の時間的な変化が起こるようにし、電磁誘導の原理により振動を電気エネルギに変換する誘導変換素子であり、さらに、低周波の振動を効率的に電気エネルギに変換する、エレクトレットを用いた静電誘導を発電原理とした振動型発電素子である。
また、制御部18は、上記疑似乱数発生回路を有さず、コンデンサ部17に蓄積される電荷による電圧値を用いて乱数を発生するようにしてもよい。すなわち、制御部18は、「(V×100)mod N」の式により乱数を発生する。ここで、Vに乗じている100は、Vが小数点以下であるばあい、整数値にするために用いている。
そして、受信部13はバイタルデータ監視装置2から、バイタルデータの発信を指示する制御信号が入力された後、上記発信タイミングの時間が経過した後に、発振部12にバイタルデータの発信を行うよう制御する。
バッテリ部19は、バイタルデータ測定器1内の各部に駆動電力を供給し、上記コンデンサ部17が所定の電圧値を超えた場合、すなわちバッテリ部19の電圧値を超えた場合、発電部15により、コンデンサ部17が所定の電圧を超えている間、所定の電圧値まで充電される。
この図に示すように、バイタルデータ監視装置2は、発信部21,制御部22,受信部23,バッテリ部24及びバイタルデータ記憶部25を有している。
制御部22は、各バイタルデータ測定器1に対し、バイタルデータを発信することを指示する制御信号を発信部21に発信させる。
受信部23は、各バイタルデータ測定器1から、それぞれが測定したバイタルデータを、各バイタルデータ測定器1の識別番号とともに受信する。
バイタルデータ記憶部25は、各バイタルデータ測定器の識別番号毎に対応して、各利用者の氏名,測定されたバイタルデータが記憶されている。
利用者がバイタルデータ測定器1を所定のバイタルデータ、例えば心拍数の測定が可能な状態で身につけ、運動を開始する。これにより、バイタルデータ測定器1が運動量に比例して振動し(ステップS1)、発電部15において、この振動により圧電素子である発電素子16に振動に同期して圧力が印加され、所定の電荷(電気エネルギ)が発生する(ステップS2)。
そして、コンデンサ部17のコンデンサの両端の電圧が所定の電圧値、例えば、測定部11の脈拍センサが駆動可能な電圧となると、測定部11はバイタルデータとして、脈拍の測定を行い(ステップS4)、測定したバイタルデータを記憶部14へ記憶する(ステップS5)。ここで、測定部11は、内部のタイマーの時間に対応して、1分間の脈拍の回数を測定し、記憶部14において、前回に測定したバイタルデータの値に上書きして記憶する。
これにより、制御部18は、上記発信信号を入力すると、タイマによる計数を開始するとともに、コンデンサ部17のコンデンサの両端の電圧値を測定する(ステップS6)。
そして、制御部18は、測定したコンデンサの両端の電圧値から既に述べた計算により乱数を発生し、この乱数に所定の単位の時間を乗算して、発信タイミングを計算する(ステップS7)。
そして、制御部18は、記憶部18からバイタルデータ及び識別番号を読み出し、発信部12を介して、バイタルデータ監視装置2へ発信する(ステップS9)。
ここで、バイタルデータ測定器1において、制御部18は上記確認信号が受信部13により受信されたか否かの検出を行い、確信信号が受信されたことを検出した場合、処理をステップS1に戻し、一方、確認信号が受信されないことを検出した場合、タイマをリセットし、新たに計数を開始させて、処理をステップS8へ戻す(ステップS10)。
図5は第2の実施形態によるバイタルデータ監視システムの構成例を示す概念図である。この図5におけるバイタルデータ測定器1及びバイタルデータ監視装置2の構成は、第1の実施形態による図2,図3の構成と同様である。以下、第1の実施形態と異なる構成及び機能を説明する。
異なる点として、利用者が運動するマット30が圧電素子の集合体により形成されており、利用者の体のいずれかの部分がマット30を加圧することにより発生する電気エネルギが施設内の蓄電池32の充電等に用いられ、電力量メータ31により発生される電気エネルギの電力量を測定する。
これにより、バイタルデータ監視装置2において、制御部22は、バイタルデータ測定器1の上記識別番号毎に対応させて、測定部11により測定されたバイタルデータと、コンデンサ部17のコンデンサの両端の電圧値が電圧データとを、バイタルデータ記憶部25に記憶する。
また、このとき、制御部22は、ポイントPxがすでに記憶されていた場合、記憶されていたポイント数に対し、新たなポイント数を加算して記憶する。
制御部22は、利用者がこのポイントを使用しない限り、ポイント数を減少させることはない。
図6は第3の実施形態によるバイタルデータ監視システムの構成例を示す概念図である。この図6におけるバイタルデータ測定器1及びバイタルデータ監視装置2の構成は、第1及び第2の実施形態による図2,図3の構成と同様である。以下、第1及び第2の実施形態と異なる構成及び機能を説明する。
第2の実施形態と異なる点は、ポイント数Pを算出する電力を、マット30により発電するのではなく、利用者が走る部分である走行ベルトに圧電素子を設けて、走行時の利用者の足踏みにより圧電素子にて発電するランニングマシン40,ペダルの回転を電磁誘導または静電誘導により発電する回転型発電機が設けられたエアロバイク41やローイングマシン42等のトレーニングマシンにより発電する。これらのトレーニングマシンは、図1のバイタルデータ測定器1と同様な構成をしている。
これにより、バイタルデータ測定器1は、トリガ信号が入力されると第1の実施形態と同様に計算された発信タイミングを用い、トリガ信号からこのタイミング信号が経過したことを検出して、、測定部11の測定したバイタルデータ,自身の識別番号及びトリガ信号に付加されたマシンID信号を、バイタルデータ監視装置2に対して発信する。
そして、制御部22は、バイタルデータが閾値以上の値であることを検出すると、受信したマシンIDのトレーニングマシンの発電する電力量を電力量メータ31により測定する。ここで、電力量メータ31は各トレーニングマシン毎に設けられている。
そして、制御部22は、得られたポイント数Pを利用者の識別番号に対応させて、バイタルデータ記憶部25に記憶する。この記憶処理は、第2の実施形態と同様である(発電量に応じてポイント数を利用者に還元する)。
また、発電された電力は、電力量メータ31を介して、蓄電池32に蓄えられて、配電器33により、電灯やその他の電気機器に供給される。
サーバ3は、利用者が関連店舗等でポイント数Pを使用すると、バイタルデータ監視装置2のバイタルデータ記憶部25における識別番号に対応するポイント数Pから、使用したポイント数を減算して、ポイント数Pの利用の管理を行う。
2…バイタルデータ監視装置
3…サーバ
11…測定部
12,21…発信部
13,23…受信部
14…記憶部
15…発電部
16…発電素子
17…コンデンサ部
18,22…制御部
19,24…バッテリ部
21…測定部
25…バイタルデータ記憶部
30…マット
31…電力量メータ
32…蓄電池
33…配電器
Claims (8)
- バイタルサインのいずれかのデータを測定し、バイタルデータとして測定データを無線にて発信する、利用者に携帯されるバイタルデータ測定器と、この測定データを受信して利用者ごとに管理するバイタルデータ監視装置とを有するバイタルデータ監視システムであり、
前記バイタルデータ測定器が、
携帯している人間のバイタルデータを検出する測定部と、
検出されたバイタルデータを前記バイタル監視装置に対して発信する発信部と、
人間が運動するときに生じる運動エネルギーを用いて発電し、各部に電力を供給する発電部と
を有し、
前記バイタルデータ監視装置が、
前記バイタルデータを受信する受信部と、
前記バイタルデータが識別ID毎に対応して記憶されるバイタルデータ記憶部と
を有することを特徴とするバイタルデータ監視システム。 - 疑似乱数発生回路が生成する乱数、または前記発電部により発生し、コンデンサに蓄積される電荷による電圧値から算出した乱数により、前記発信部におけるバイタルデータの発信タイミングの計算を行う制御部を有することを特徴とする請求項1記載のバイタルデータ監視システム。
- バイタルサインのいずれかのデータを測定し、バイタルデータとして測定データを無線にて発信する、利用者に携帯されるバイタルデータ測定器であり、
携帯している人間のバイタルデータを検出する測定部と、
検出されたバイタルデータを前記バイタル監視装置に対して発信する発信部と、
人間が運動するときに生じる運動エネルギーを用いて発電し、各部に電力を供給する発電部と
を有することを特徴とするバイタルデータ測定器。 - 疑似乱数発生回路が生成する乱数、または前記発電部により発生し、コンデンサに蓄積される電荷による電圧値から算出した乱数により、前記発信部におけるバイタルデータの発信タイミングの計算を行う制御部を有することを特徴とする請求項3に記載のバイタルデータ測定器。
- 前記発電部が圧電素子により構成され、振動の運動エネルギーを電気エネルギに変換して発電を行うことを特徴とする請求項3または請求項4に記載のバイタルデータ測定器。
- 前記発電部が静電誘導を用いた振動型発電素子により構成され、振動の運動エネルギーを電気エネルギに変換して発電を行うことを特徴とする請求項3または請求項4に記載のバイタルデータ測定器。
- 前記発電部が鎖交する磁束の時間的な変化による電磁誘導の原理を用いた発電回路により構成され、運動エネルギーを電気エネルギに変換して発電を行うことを特徴とする請求項3または請求項4に記載のバイタルデータ測定器。
- バイタルサインのいずれかのデータを測定し、バイタルデータとして測定データを無線にて発信する、利用者に携帯されるバイタルデータ測定方法であり、
測定部が携帯している人間のバイタルデータを検出する過程と、
発信部が検出されたバイタルデータを前記バイタル監視装置に対して発信する過程と、
発電部が人間が運動するときに生じる運動エネルギーを用いて発電し、各部に電力を供給する過程と
を有することを特徴とするバイタルデータ測定方法。
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