JP2008299580A - 移動体の無線通信システム - Google Patents

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Abstract

【課題】移動体の異状行動情報、移動体の各所定場所での通過日時・通過場所・スピード計測値等の各種の通過情報をリアルタイムで把握できるようにする。
【解決手段】移動体の走行関連場所の複数の固定位置に設置し、互いに双方向での送受信を可能とした固定側通信端末器1と、移動体Rが所持する移動側通信端末器2とを備え、移動体Rが任意の固定側通信端末器1に近接して無線通信ネットワークPを介してのデータ転送可能となる位置で両通信端末器1,2間の双方向での送受信を可能にする。また、各固定側通信端末器1を統括して管理・制御する情報センター3を含み、該情報センター3は、移動側通信端末器2から固定側通信端末器1に受信した移動体RのID情報や通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報をインターネット・無線通信ネットワーク・光ファイバー通信網Pのいずれかを介して入手可能にする。
【選択図】図3

Description

本発明は、例えば車道・歩道・それらの縁石等の所定の固定位置に備えた自立分散型ワイヤレスセンサ・メッシュネットワーク装置と、車両・通行者等の移動体との双方向の通信を行うことで移動体の各種情報をリアルタイムで得られるようにした移動体の無線通信システムに関する。
従来、この種の無線通信システムとしては、有料道路の料金所に設置したアンテナと車載器との通信を行うことにより、移動中ノンストップで自動料金支払いが可能となるETC(Electronic Toll Collection System)システムが提案されている。しかも、この自動料金支払システムは、ガソリンスタンド、パーキングエリア内のレストラン等にても利用されることが提案されている。
このようなETCシステムを利用した自動料金支払いシステムとしては、例えば、特許文献1に開示されているように、自動料金支払サービスを提供する施設に設けられた通過制御装置と車載装置との間で無線通信を行うもので、携帯端末と接続する通信インターフェース部と、該通信インターフェース部に接続された携帯端末の認証を行うセキュリティ部と、車両に関する情報を格納する記憶部と、通過制御装置との間でデータの交信を行う通信制御部とを有してなる。
使用に際し、車両が有料道路の料金所を通過するとき、車載装置は、車載装置自身に格納された車両情報と携帯通信端末器から取得したユーザ情報および金融機関情報を通過制御装置に送信すると共に、料金所は、車載装置から送信されたユーザ情報よりユーザ認証を行うものとしている。そして、ユーザが正当であると判定した場合には、車両の通過を許可し、通行料および経路を含む料金情報を車載装置および料金管理サーバに送信すると同時に、車載装置は受信した料金情報を携帯通信端末器に書き込む。また、料金管理サーバは、ユーザが契約している金融機関または携帯電話会社との間で通行料の決済を行う。このとき金融機関は、ユーザの通行料を携帯電話の使用料と共に決済するのである。
特開2005−196664号公報
しかしながら、従来においては、無線通信ネットワークを利用して車道を走行する車両等の移動体の異状行動時の通知、あるいは移動体の各地域での通過日時・通過場所・スピード計測値等の各種の通過情報、その他のサービスがタイムリーに送受信可能としたシステムは未だなされていない。しかも、例えば車道・歩道・縁石等の固定位置、特に縁石に無線による送受信装置を埋め込んだ技術は未だ存在していなかった。
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、例えば車両、更には一般通行者等の移動体の監視地域やアクセスポイント内・外監視あるいはセンサー感知による移動体の異状行動時の通知情報、あるいは移動体の各地域での通過日時・通過場所・スピード計測値等の各種の通過情報をリアルタイムに把握することができる移動体の無線通信システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明にあっては、移動体Rが走行する走行路における走行路に関連した固定位置に複数にして所定間隔で設置されて、互いに双方向での送受信を可能とした固定側通信端末器1と、移動体Rが所持する移動側通信端末器2とを備え、移動体Rが任意の固定側通信端末器1に近接して無線通信ネットワークPを介してのデータ転送可能となる位置で、固定側通信端末器1および移動側通信端末器2間の双方向での送受信を可能としたものである。
また、各固定側通信端末器1を統括して管理・制御する情報センター3を含み、該情報センター3は、移動側通信端末器2から固定側通信端末器1に受信された移動体RのID情報や通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報をインターネット・無線通信ネットワーク・光ファイバー通信網Pのいずれかを介して入手可能としてなるものとできる。
さらに、移動側通信端末器2には、温度センサー・加速度センサー・振動センサー・風速センサー・明暗センサーを備え、移動体Rの温度・加速度・振動・風速・明暗が異状値であれば、これら異状値を前記した移動体RのID情報や通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報と共に固定側通信端末器1を介して情報センター3へ送信可能としてなるものとできる。
固定側通信端末器1は、車道の縁石Lに付設されているものとできる。
また、固定側通信端末器1と移動側通信端末器2との双方向無線通信には、ZigBeeもしくはRFIDを使用したものとできる。
以上のように構成された本発明に係る移動体の無線通信システムにあって、移動側通信端末器2を所持した移動体Rは、固定位置にある任意の固定側通信端末器1に対する近接通過位置で、相互間のデータ転送が可能となり、移動体Rの通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報をインターネット・無線通信ネットワーク・光ファイバー通信網Pのいずれかを介して情報センター3に送信させる。
本発明によれば、車両、通行者等の移動体Rの監視地域やアクセスポイント内・外監視あるいはセンサー感知による移動体Rの異状行動時の通知情報、あるいは移動体Rの各地域での通過日時・通過場所・スピード計測値等の各種の通過情報をリアルタイムに把握できる。そのため、移動側通信端末器2を各種の移動体Rが所持することで、例えば車両のスピード監視システム、駐車管理システム、車両盗難監視・追跡・捜索システム、交通案内システム、児童・高齢者・自転車等の安全監視システム、位置表示・案内システムその他を構築できる。
すなわち、これは本発明が、移動体Rが任意の固定側通信端末器1に近接して無線通信ネットワークPを介してのデータ転送可能となる位置で、固定側通信端末器1および移動側通信端末器2間の双方向での送受信を可能としたからである。
また、各固定側通信端末器1を統括して管理・制御する情報センター3を含み、該情報センター3は、移動側通信端末器2から固定側通信端末器1に受信された移動体RのID情報や通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報をインターネット・無線通信ネットワーク・光ファイバー通信網Pのいずれかを介して入手可能としてなるので、情報センター3は、移動体Rの監視地域やアクセスポイント内・外監視による移動体Rの行動を常時把握し、この行動情報に基づいた各種のサービスを移動体R側に提供できる。
さらに、移動側通信端末器2には、温度センサー・加速度センサー・振動センサー・風速センサー・明暗センサーを備え、移動体Rの温度・加速度・振動・風速・明暗が異状値であれば、これら異状値を前記した移動体RのID情報や通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報と共に固定側通信端末器1を介して情報センター3へ送信可能としてなるので、情報センター3は、センサー感知による移動体Rの異状行動を容易に把握することができ、この異状行動情報に基づいた各種のサービスを移動体R側に提供できる。
また、固定側通信端末器1は、車道の縁石Lに付設されているので、当該縁石Lの固定位置と車道を走行する移動体Rとの接近による認証等から当該移動体R側に様々なサービスを提供することができる。しかも、情報センター3においては、これら各固定側通信端末器1の設置使用により、車道や歩道等の電子地図や位置表示システム等を容易に作成できる。
さらに、固定側通信端末器1と移動側通信端末器2との双方向無線通信には、ZigBeeもしくはRFIDを使用したので、両通信端末器1,2間の双方向短距離無線通信が行える所定のエリアに接近したときに相互間のデータ転送が可能となるものとした情報交換通信システムを容易に構築できる。
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項夫々において付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付したもので、図面中の符号によって示された構造・形状に本発明が限定されるものではない。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明する。図において示される符号1は、固定位置としての例えば車道の路肩に沿って任意の間隔毎に設置された各縁石Lに予め埋設された固定側通信端末器である。この固定側端末1としては、例えばZigBee(ジグビー:Koninklijke Philips Electronics N.V.の登録商標)によるサービス提供者側の自立分散型ワイヤレスセンサーを使用している。尚、この固定側通信端末器1は、後述する移動体R例えば車両が走行する走行路、一般的には道路(高速道路その他を含む)に関連した部位、例えば路肩のみならず、中央分離帯、走行区画線、道路照明灯その他に規則的あるいは不規則な所定間隔毎に設置される。
この自立分散型ワイヤレスセンサーは、図1に示すように、縁石Lの両端部にアンテナQおよびソーラー電池パネル1iが露呈した状態で埋設されており、後述するイーサーネットインターフェース1hにより情報センター3とインターネット・無線通信ネットワーク・光ファイバー通信網Pのいずれかを介して通信可能に構成され、各固定側通信端末器1は、情報センター3によって統括して管理・制御されている。
そして情報センター3は、移動側通信端末器2から固定側通信端末器1に送信された移動体Rの例えばID情報や通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報等を、当該固定側通信端末器1を介してその位置情報と共に入手可能としている。
また、縁石Lに埋設した固定側通信端末器1は、その場所情報として例えば緯度・経度の固定位置情報を後述する中央演算装置(CPU)1aの内蔵メモリーに記憶させてある。これによってそれぞれに位置情報を備えた縁石Lを形成している。
さらに、縁石L自体はコンクリート製であるために電波の透過率が向上されており、しかもこの固定側通信端末器1に後述する温度センサー1jを附加内蔵することで各縁石L毎の固定側通信端末器1自体の保護管理を可能にしている。例えば、縁石Lには防水処理が施されると共に、気温−40〜+85℃の環境でも保護できるよう固定側通信端末器1全体は、必要があれば断熱保護処理が施されることで、例えば銅板製の容器に収容されている。
自立分散型の双方向短距離無線通信による無線通信ネットワークPを構築するZigBeeとは、例えば2.4GHzの無線周波数帯のデータ転送速度が約250Kbpsであって、且つデータ転送距離が約10〜75m程度の短距離となる代わりに、消費電力が約60mWと省電力で且つ安価であることを特徴とする家電向けの短距離無線通信規格の一つであり、電気的基礎仕様は、IEEE802.15.4として規格化されている。
また、ZigBeeは、1つのネットワーク当たりの接続可能なノード数が最大で2の16乗−1=65535で、大規模なネットワークを容易に構築することが可能である。例えばメッシュ型やクラスタツリー型のネットワークを構成し、フル機能デバイスがデータを中継することで、直接電波の届かない通信端末器間でも通信が可能であり、一部の通信端末器が停止した場合にも迂回経路を使って通信を継続させることができる。しかも、他のシステムから受ける干渉を回避する機能を備えている。
この固定側通信端末器1としてのサービス提供者側の自立分散型ワイヤレスセンサーは、例えば送信出力を1mW、受信感度を−90dBmのものを使用すると共に、送受信エリア半径約30〜50mの無指向性のアンテナQが使用され、また送信時の仕様電流を26mAとしたソーラーパネル式の電源を使用している。
すなわち、固定側通信端末器1は、図2(a)に示すように、中央演算装置(CPU)1aと、無指向性のアンテナQが接続された送受信装置(RF)1bと、内部クロック駆動用の16MHzの水晶振動子1cと、パワーリセットボタン1dによってON/OFF可能としたリセットIC1eと、プログラムダウンロード用のBDM1fと、電源回路1gと、前記中央演算装置(CPU)1aに接続されたイーサーネットインターフェース1hが配設され、また電源として夜間蓄積電圧約2.1〜3.6Vが1週間程度の消費電力として賄えるソーラー電池パネル1iを使用し、さらに中央演算装置(CPU)1aに温度センサー1jを接続したアクセスポイントボードとなって構成されている。尚、この固定側通信端末器1は、ソーラー電池パネル1iを使用する替わりに、ACアダプターを介してAC110Vの電源に接続することによって使用しても良い。
一方、例えば車両、通行者等である移動体R側には、サービス提供者側が提供する移動側通信端末器2としてブロック構成されたZigBeeによる利用者側の自立分散型ワイヤレスセンサーを所持させるものとしてある。すなわち、移動体Rが例えば車両である場合には、図1(a)に示すように、この車両の例えばナンバープレート箇所に移動側通信端末器2としての自立分散型ワイヤレスセンサーが設置され、固定側通信端末器1を有する任意の縁石Lに車両が近接して無線通信ネットワークPを介してのデータ転送可能となる位置で、固定側通信端末器1および移動側通信端末器2間の双方向での送受信を可能となるようにしてある。
この移動側通信端末器2としての利用者側の自立分散型ワイヤレスセンサーは、図2(b)に示すように、中央演算装置(CPU)2aと、アンテナQが接続された送受信装置(RF)2bと、内部クロック駆動用の16MHzの水晶振動子2cと、パワーリセットボタン2dによってON/OFF可能としたリセットIC2eと、電源回路2fと、充電回路2gと、バッテリー2hと、温度センサー・加速度センサー・振動センサー・風速センサー・明暗センサー等の各種センサー2iが配設された端末ボードとなって構成されている。尚、この移動側通信端末器2は、バッテリー2hとしてソーラー電池パネルを使用しても良い。
図3に示す情報センター3は、移動側通信端末器2である利用者側の自立分散型ワイヤレスセンサーからID信号がインターネット・無線通信ネットワーク・光ファイバー通信網Pのいずれかを介してトリガー受信されるZigBee受信チェックI/F、該ZigBee受信チェックI/Fを介して照会されるZigBeeサーバー、ZigBee受信チェックI/FからZigBee情報連携I/Fを介して照会される検索エンジンおよびECエンジン、ZigBee情報連携I/Fからインターネット・無線通信ネットワーク・光ファイバー通信網Pのいずれかを介して情報発信される情報送信I/F、および携帯サーバー、ECサーバー、情報送信サーバーそれぞれを備えている。
また、情報センター3におけるサービス提供場所の情報データベースには、移動体Rの移動側通信端末器2のID、各縁石Lに埋設した固定側通信端末器1の場所情報としての例えば緯度・経度の位置情報、あるいは各縁石Lの周辺情報等の種々の情報が格納されている。
尚、本形態においては、自立分散型の双方向短距離無線通信として使用されるZigBeeによる固定側通信端末器1および移動側通信端末器2を使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ID情報を埋め込んだRFタグから、電磁界や電波などを用いた近距離の無線通信によって情報をやりとりする所謂RFID(Radio Frequency IDentificationの略)を両通信端末器1,2間の双方向短距離無線通信可能な送受信手段として採用することもできる。
すなわち、このRFIDとは、耐環境性に優れた数cm程度の大きさのRFタグにデータを記憶し、電波や電磁波で読み取り器と交信可能とするもので、近年ではアンテナ側からの非接触電力伝送技術により、電池を持たない半永久的に利用可能なRFタグも登場している。また、RFタグは、ラベル型、カード型、コイン型、スティック型等の様々な形状があり、用途に応じて選択する。通信距離は数mm程度のものから数mのものがあり、これも用途に応じて使い分けられる。本発明に係る移動体の無線通信システムにおいては、10〜75m以内のエリアでの双方向無線通信が可能なRFタグを採用する。
さらに、このようなRFタグ自体は、微小な無線チップにより人やモノを識別・管理する仕組みを備えており、流通業界でバーコードに代わる商品識別・管理技術として研究が進められてきたが、それに留まらず社会のIT化・自動化を推進する上での基盤技術として注目が高まっている。将来的にはすべての商品に微小なRFタグが添付される可能性があり、例えば食品を買ってきて冷蔵庫に入れると自動的に識別し、保持している食品のリストを作ったり消費期限を知らせたりするインテリジェント冷蔵庫などのIT家電が構想されている。
また、RFタグに埋め込まれるID情報の規格としては、例えば米マサチューセッツ工科大学(MIT)が中心となって進めている「Auto−ID Center」の取り組みが先行している。これには、Wal−Mart Stores社やProcter and Gamble社など大手流通業者や消費財メーカーのほか、バーコード管理団体のUCC(Uniform Code Council)や国際EAN協会が参加している。また、日本でも、東京大学の坂村健教授などが中心となって「ユビキタスIDセンター」が設立され、大手電機メーカーなどが参加している。
次に、以上のように構成された最良の形態についての使用、動作の一例について説明する。図3に示すように、車道の路肩沿線に沿って設置されている各縁石L毎に、固定側通信端末器1を構成するZigBeeによるサービス提供者側の自立分散型ワイヤレスセンサーまたはRFタグ等が埋設され、これらは、移動体Rである車両等に各種のサービスを提供する情報センター3によって統括的に管理制御される。
また、この固定側通信端末器1を車両盗難監視システムとして使用する場合には、車両に備えた移動側通信端末器2の例えば温度センサー・加速度センサー・振動センサー・風速センサー・明暗センサー等によって、車両の温度・加速度・振動・風速・明暗それぞれに異状値が発見されれば、これら異状値は近くの固定側通信端末器1に送信される。そして、予め登録されている車両のID情報に基づき、これら異状値は通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報と共に固定側通信端末器1から情報センター3へ送信された後、例えば当該車両の所有者あるいは警備管理者等の所定の通信端末器に通知送信されるようにする。また、盗難後であっても、これが走行等している場合には、搭載している移動側通信端末器2から所定の固定側通信端末器1を介してその位置が送信されることで、捜索、確認等を容易にする。
さらに、例えば車両駐車位置あるいは公共施設位置等に固定側通信端末器1を設置しておくことで、該固定側通信端末器1と車両に備えた移動側通信端末器2との送受信電波で、車両が停止したときには駐車開始時と認定し、その後の指定距離以上で移動したときの移動の確認は駐車終了時と認定するよう、情報センター3に送信され、移動側通信端末器2を介して車両の利用者に各種のサービス、例えば駐車料金の精算、駐車場の空き情報その他が提供されるのである。
また、この固定側通信端末器1を車両スピード(計測)違反監視システムとして使用する場合には、固定側通信端末器1を埋設した縁石L同士の定められた距離間を、例えばナンバープレート箇所に移動側通信端末器2を設置した車両が通過する時間を計測することで、車両のスピードが算定され、このスピード計測値情報を日時・場所と共に、情報センター3に登録した監視機関等に送信されるようにする。
また、この固定側通信端末器1をバス到着時刻表示案内システムとして使用する場合には、固定側通信端末器1を埋設した各縁石Lをバスが通過すると、その通過日時・通過場所・スピード計測値等の通過情報及び到着予定時刻、待ち時間等が、情報センター3を介して最寄りのバス停の到着時刻表示板に送信されて表示されるようにする。
また、この固定側通信端末器1を児童・高齢者・自転車等の安全監視システムとして使用する場合には、固定側通信端末器1を埋設した各縁石L附近で、移動側通信端末器2を所持した児童・高齢者・自転車等が通過すると、その通過日時・通過場所・スピード計測値等の通過情報は固定側通信端末器1から情報センター3へ送信される。そして、これら通過情報が例えば児童の登下校通路外、徘徊危険域等の所定のエリア外であるものと判断された時には、これを異状情報と見なし、情報センター3に予め登録してある父兄や関係者に例えばメールで通知されるようにする。
この他、この固定側通信端末器1を例えば掲示板・Web・携帯電話機等を使った電子地図・位置表示等の各種のシステムに使用しても良い。
本発明を実施するための最良の形態における固定側通信端末器の具体的な使用例を示すもので、(a)は車道の縁石に固定側通信端末器を埋め込んだ状態の斜視図、(b)は縁石端部に固定側通信端末器の無指向アンテナおよびソーラー電池パネルを露呈配置した状態の正面図、(c)は(b)のX−X線矢視断面図である。 同じくZigBeeによる通信端末器構造の一例を示すもので、(a)は固定側通信端末器を構成するサービス提供者側の自立分散型ワイヤレスセンサーの構成図、(b)は移動側通信端末器を構成する利用者側の自立分散型ワイヤレスセンサーの構成図である。 同じく移動体の情報センターによる各種サービスシステムの一例を示す説明図である。
符号の説明
P…インターネット・無線通信ネットワーク・光ファイバー通信網
Q…アンテナ R…移動体
L…縁石
1…固定側通信端末器(ZigBeeによるサービス提供者側の自立分散型ワイヤレスセンサーまたはRFタグ)
1a…中央演算装置(CPU) 1b…送受信装置(RF)
1c…水晶振動子 1d…パワーリセットボタン
1e…リセットIC 1f…BDM
1g…電源回路 1h…ACアダプター
1i…ソーラー電池パネル 1j…温度センサー
2…移動側通信端末器(ZigBeeによる利用者側の自立分散型ワイヤレスセンサーまたはRFタグ)
2a…中央演算装置(CPU) 2b…送受信装置(RF)
2c…水晶振動子 2d…パワーリセットボタン
2e…リセットIC 2f…電源回路
2g…充電回路 2h…バッテリー
2i…各種センサー(温度センサー・加速度センサー・振動センサー・風速センサー・明暗センサー等)
3…情報センター

Claims (5)

  1. 移動体が走行する走行路における走行路に関連した固定位置に複数にして所定間隔で設置されて、互いに双方向での送受信を可能とした固定側通信端末器と、移動体が所持する移動側通信端末器とを備え、移動体が任意の固定側通信端末器に近接して無線通信ネットワークを介してのデータ転送可能となる位置で、固定側通信端末器および移動側通信端末器間の双方向での送受信を可能としたことを特徴とする移動体の無線通信システム。
  2. 各固定側通信端末器を統括して管理・制御する情報センターを含み、該情報センターは、移動側通信端末器から固定側通信端末器に受信された移動体のID情報や通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報をインターネット・無線通信ネットワーク・光ファイバー通信網のいずれかを介して入手可能としてなる請求項1記載の移動体の無線通信システム。
  3. 移動側通信端末器には、温度センサー・加速度センサー・振動センサー・風速センサー・明暗センサーを備え、移動体の温度・加速度・振動・風速・明暗が異状値であれば、これら異状値を前記した移動体のID情報や通過日時・通過場所・スピード計測値の通過情報と共に固定側通信端末器を介して情報センターへ送信可能としてなる請求項1または2記載の移動体の無線通信システム。
  4. 固定側通信端末器は、車道の縁石に付設されている請求項1乃至3のいずれか記載の移動体の無線通信システム。
  5. 固定側通信端末器と移動側通信端末器との双方向無線通信には、ZigBeeもしくはRFIDを使用した請求項1乃至4のいずれか記載の移動体の無線通信システム。
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