JP2012057969A - 体重計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】体重計測に使用されている各測定ユニットから荷重値を簡単に取得する。
【解決手段】被測定者の体重を計測する体重計測システム１は、かけられた荷重を検出し、検出された荷重から導出される荷重値を、荷重要求に応答して送信する測定ユニット２０と、測定ユニット２０と無線通信する算出ユニット４０と、を備える。算出ユニット４０は、荷重要求を送信し、１つ以上の測定ユニット２０から受信した荷重値を用いて体重を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は被測定者の体重を計測するシステムに関し、特に、荷重センサと体重算出ユニットが通信しながら体重を計測する体重計測システムに関する。

従来の体重計測装置は、一般的に、箱状の筐体の内部に荷重センサ等の部品が固定して内蔵されている。内蔵される部品を着脱自在にすることにより、ユーザの好みに応じて部品を交換したいとの要望がある。この交換を可能にした構成の一例が、たとえば特許文献１に示される。特許文献１では、装置を水平に設置するために、水平儀として利用される着色液体が装置の筐体内部に注入・排出されることで、着色液体の交換が可能である。

特開２００９−６０９５０号公報

特許文献１の部品の交換は、主に、外観意匠を適宜に変更するためのものであるが、外観意匠に関する部品交換ではなく、装置内部のセンサ部品など実質的な測定にかかわる部品を適宜交換したいとの要望がある。たとえば、体重計は常時必要とされるものではないため、体重計のための特別な設置スペースをなくしたいとの要望がある。

この要望に応えるためには、体重計測が必要なときのみ、ユーザが複数個の荷重センサなどの測定ユニットのうちから適宜個数を選択的に用いて体重計を構成すればよい。この場合、体重を正確に計測するためには、用いられている測定ユニットを対象にして、それらから荷重データを収集する必要がある。

しかしながら、特許文献１には外観意匠の変更のための構成のみが示されており、上述の適宜に選択された個数の測定ユニットを用いた体重計を用いて体重を計測するための構成は何ら示されていない。

それゆえにこの発明の目的は、体重計測に使用されている各測定ユニットから荷重値を簡単に取得することができる体重計測システムを提供することである。

この発明のある局面に従うと、被測定者の体重を計測する体重計測システムは、かけられた荷重を検出し、検出された荷重から導出される荷重値を、荷重要求に応答して送信する測定ユニットと、測定ユニットと無線通信する体重算出ユニットと、を備え、体重算出ユニットは、荷重要求を送信する要求送信手段と、１つ以上の測定ユニットから受信した荷重値を用いて体重を算出する算出手段と、を含む。

この発明の他の局面に従う荷重測定ユニットは、かけられる荷重を検出する荷重センサと、検出される荷重から荷重値を導出する計測部と、無線通信部と、電源部と、を備え、無線通信部は、要求を受信する要求受信手段を含み、要求受信手段により要求が受信されると、導出される荷重値を要求元に送信する。

本発明によれば、測定ユニットは、要求の受信を契機に、荷重値を要求元の送信するから、測定ユニットから簡単に荷重値を取得することができる。

（Ａ）と（Ｂ）は、実施の形態に係る体重計測システムの概略構成図である。 （Ａ）と（Ｂ）は、実施の形態に係る測定ユニットを使用した体重計の外観を示す図である。 （Ａ）と（Ｂ）は、実施の形態に係る測定ユニットの構成図である。 実施の形態に係る体重計測システムのハードウェアの構成図である。 実施の形態に係る測定ユニットの機能構成図である。 実施の形態に係る算出ユニットの機能構成図である。 実施の形態に係る体重計測の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態に係る体重計測の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態に係る体重計測の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態に係る体重計測の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態に係るデータパケットの基本構成図である。 実施の形態に係るデータパケットの構成図である。 実施の形態に係るデータパケットの構成図である。 実施の形態に係るデータパケットの構成図である。 実施の形態に係るデータパケットの構成図である。 実施の形態に係るトリガ検出例を説明する図である。 （Ａ）と（Ｂ）は、実施の形態に係るトリガ検出後の体重算出を説明するための図である。 実施の形態に係る測定ユニットの荷重値算出の手順を説明する図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して、詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を指し、その説明は繰返さない。

本実施の形態における体重計測システムは、人間の体重を測定する機能を有する。本実施の形態において、「体重」とは、測定対象である人（以下、被測定者と言う）の重さ（質量）を指す。

図１には、本実施の形態に係る体重計測システム１の概略構成が示される。図１の（Ａ）を参照して、体重計測システム１は、被測定者の体重計測時に平面板状の剛性の高い載置面３００が搭載される測定ユニット２０、算出ユニット４０、およびディスプレイ５１１を有する外部機器５０を備える。外部機器５０はＰＤＡ（Portable Digital assistant）、携帯電話など通信機能と情報出力機能を備える機器を想定する。

算出ユニット４０と測定ユニット２０とは無線通信する。無線通信の媒体としては、電波を想定する。ここでは、電波強度が比較的弱い無線通信を想定しており、したがって、電波が到達可能な通信エリアも制限されている。

測定ユニット２０は、かけられた荷重を検出し、検出した荷重を指す荷重値を、要求に応答して算出ユニット４０に送信する。体重計測時には、測定ユニット２０には、搭載される載置面３００を介してかけられる荷重を検出して送信する。

算出ユニット４０は、体重計測時には、測定ユニット２０に対して要求を送信し、当該要求に応答して受信した荷重値に基づき被測定者の体重を算出する。外部機器５０は、算出ユニット４０と無線または有線で通信する。外部機器５０は、算出ユニット４０から送信された体重値を受信し、受信した体重値をディスプレイ５１１を介して表示する。外部機器５０の出力態様は表示に限定されず、音声または印字などによる出力であってもよい。

なお、算出ユニット４０と外部機器５０とは別個に設けたが、算出ユニット４０が外部機器５０の出力機能を一体的に備えるようにしてもよい。

本実施の形態に係る体重計測システム１を用いて、被測定者は体重計測を希望するときは、体重計を構成するために１つ以上の測定ユニット２０を使用する。図１の（Ｂ）では、複数の測定ユニット２０のうちから、体重計を構成するために図１（Ａ）の４個の測定ユニット２０が選択されている状況が模式的に示される。

図２を参照して、測定ユニット２０を使用した体重計の外観について説明する。ここでは、測定ユニット２０は一様な外観形状を有する。被測定者は、選択した４個の測定ユニット２０を電源ＯＮすることにより通信・荷重検出可能に設定する。そして、水平の床面の上に４個の測定ユニット２０を適宜配置し、配置された測定ユニット２０上に載置面３００を搭載する。これにより体重計を構成することができる。

図２の（Ａ）には、４個の測定ユニット２０を用いて体重計を構成する場合が示される。図２の（Ａ）では、４個の測定ユニット２０は、載置面３００を床面と水平に支持可能なように配置される。図２の（Ａ）では、載置面３００は略四角形であり、四角形の４つのコーナそれぞれに測定ユニット２０を配置しているが、配置態様はこれに限定されない。つまり、載置面３００上から床面方向に荷重がかけられた場合であっても、載置面３００を床面と平行に支持することができるような配置態様であればよい。図２の（Ａ）では、４個の測定ユニット２０を使用した場合が示されるが、使用される測定ユニット２０の数は４個に限定されず、５つ以上であってもよく、また図２の（Ｂ）に示すように３個以下（少なくとも１つ以上）であってもよい。

図３を参照して測定ユニット２０について説明する。図３の（Ａ）に示すように測定ユニット２０は、かけられる荷重を検出するための荷重センサであるロードセル２１、測定ユニット２０の各部に電力を供給するための電池などの電源部２２、ＰＣＢ（プリント回路基板）２３を含む。ＰＣＢ２３は簡単なプロセッサを用いて構成される計測回路と、無線モジュールとを含む。計測回路は、ロードセル２１により検出されて逐次出力される荷重信号を入力し、入力した荷重信号を処理し、荷重値を導出する。導出された荷重値は、無線モジュールを介して送信される。

図３の（Ｂ）を参照して、測定ユニット２０は、測定ユニット２０を床面に設置させるための脚部２０Ａおよび脚部２０Ａが一体的に取り付けられた本体部２０Ｂを含む。本体部２０Ｂは、図３の（Ａ）で示す各部を含む。

測定ユニット２０自体を床面と水平の状態で安定支持できるように、脚部２０Ａの床面と接触する面は、床面と密着性のよい材料からなる。

本体部２０Ｂの筐体の脚部２０Ａが取り付けられた面とは反対側の面は平面であって、当該面は載置面３００の材料と密着性がよい材料からなる。

図３の（Ｂ）の状態で、被測定者が載置面３００上に乗れば、各測定ユニット２０には体重による荷重がかかり、各測定ユニット２０から導出された荷重値に基づき、被測定者の体重を計測することができる。

このように、被測定者が載置面３００を、床面に配置された測定ユニット２０上に搭載するだけで、簡単に体重計を構成することができる。したがって、好みの、または使用環境に応じたサイズ・絵柄・材質の載置面３００を用いて体重計を構成することができる。また、故障した測定ユニット２０を簡単に交換できて利便性に優れる。

図４を参照して、体重計測システム１のハードウェアの構成について説明する。測定ユニット２０は、ロードセル２１、センサ群２４３、ロードセル２１およびセンサ群２４３のアナログの出力信号をデジタルのデータに変換して出力するＡ／Ｄ（Analog／Digital）変換部２３０、Ａ／Ｄ変換部２３０から出力されたデータを入力して処理する計測部２３１、計測部２３１から出力されるデータを算出ユニット４０に宛てて送信するとともに、算出ユニット４０からのデータを受信する通信部２３２を含む。Ａ／Ｄ変換部２３０、計測部２３１および通信部２３２は、ＰＣＢ２３に相当する。

ロードセル２１は、かけられる荷重に応じて変形する金属部材からなる歪体と、歪体に張られた歪ゲージとからなる。歪体が歪むと、歪ゲージが伸縮して歪ゲージの伸縮に応じて抵抗値が変化し、その抵抗変化は荷重信号出力として導出される。したがって、被測定者が載置面３００上に乗って、ロードセル２１にかけられる被測定者の体重により歪体が歪むと、上述の荷重信号出力の変化として体重が測定される。

なお、荷重を検出するための荷重センサとして、本実施の形態では、ロードセル２１を利用しているが、加えられる力の量（荷重）が検出できるものであれば、たとえば、ばねやピエゾフィルムを利用したセンサ、圧縮を測定する素子、変位センサなどであってもよい。

センサ群２４３は、当該測定ユニット２０が設置されている態様を検出するセンサ、測定ユニット２０の周囲の外部環境条件を検出するセンサを含む。設置の態様を検出するセンサとしては、測定ユニット２０の方向を検出する加速度センサ、載置面３００が搭載されているか否か、すなわち加重の有無を検出する重量センサなどを含む。外部の環境条件を検出するセンサとしては、周囲の温度を検出する温度センサ、周囲の気圧を検出するセンサなどを含む。

計測部２３１は測定ユニット２０の動作を制御するために簡単なマイクロプロセッサの構成を有する。具体的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２４０、メモリ２４２および時間を計時するタイマ２４１を含む。タイマ２４１はカウンタ値がＣＰＵ２４０によってリセット可能なカウンタであってもよい。

算出ユニット４０は、被測定者が操作するボタンやスイッチなどからなる操作部４２、算出ユニット４０の動作を制御するための制御部４１、記憶部４３および通信部４５を含む。通信部４５は、測定ユニット２０および外部機器５０と通信するための機能を有する。

記憶部４３およびメモリ２４２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性記憶媒体などの各種媒体からなり、プログラムおよびデータなどを記憶する。

制御部４１は、ＣＰＵ４１０、時間を計時するタイマ４１１およびメモリ４１２を含む。

図５には、測定ユニット２０の機能構成が示される。図５を参照して測定ユニット２０のＣＰＵ２４０は、収束検出部３０、ゼロ点検出部３１、センサ出力処理部３２、荷重取得部３４および通信処理部３５を備える。これらの機能は、プログラムおよび／または回路により実現される。プログラムは、予めメモリ２４２の所定記憶領域に格納されており、ＣＰＵ２４０が当該プログラムの命令を読出し、読出した命令を実行することにより各部の機能が実現される。

収束検出部３０は、ロードセル２１により検出される荷重の変動が所定レンジ内で収束するか否かを検出する。以下、ロードセル２１が検出する荷重の変動が所定レンジ内で収束することを、単に、収束とも言う。収束検出部３０は、電源ＯＮ直後に当該測定ユニット２０に搭載された載置面３００にかけられ得る荷重がない、すなわち無負荷状態においてロードセル２１により検出される荷重の収束（以下、第１収束という）を検出するとともに、載置面３００上に被測定者が乗った後に検出される荷重の収束（以下、第２収束という）を検出する。

ゼロ点検出部３１は、収束検出部３０により第１収束が検出されたときにロードセル２１が検出する荷重をゼロ点として確定する。確定したゼロ点の荷重はゼロ点データ２６としてメモリ２４２に格納される。ここで、ゼロ点とは、無負荷状態におけるロードセル２１の出力値を指す。ロードセル２１の歪ゲージの伸縮率は、時間経過に従ってまたは周囲温度によって変化することが知られている。したがって、測定時には、ロードセル２１に被測定者の体重など荷重が全くかかっていない、載置面３００だけの荷重による無負荷時におけるロードセル２１の出力値をゼロ点とする、いわゆるゼロ点検出が必要とされる。これは、被測定者の体重は、被測定者の体重（荷重）がロードセル２１にかかったときのロードセル２１の出力値と、無負荷時のロードセル２１の出力値との差に基づいて算出されることによって測定されることによるものである。

センサ出力処理部３２は、センサ群２４３からの出力を処理して通信処理部３５に与える。

荷重取得部３４は、ロードセル２１によって逐次検出される荷重を、荷重値として時系列に取得して、時系列荷重データ２５２としてメモリ２４２に格納する。ここで、荷重値としては、検出される荷重に、ゼロ点検出部３１によって検出されたゼロ点データ２６を差し引いた値を指す。時系列とは、ロードセル２１から出力される荷重を、タイマ２４１の出力する計時データと関連付けて取得することを指す。したがって、ロードセル２１から順次に取得する荷重に基づく荷重値に、タイマ２４１から出力される時間データを付加することにより、これらの荷重値は、時系列に取得される。

荷重取得部３４は、収束荷重取得部３４１を含む。収束荷重取得部３４１は、第２収束が検出される期間においてロードセル２１によって検出される荷重を、荷重値として取得する。収束荷重取得部３４１により取得された荷重値は、メモリ２４２に収束荷重データ２５１として格納される。

通信処理部３５は、算出ユニット４０宛の送信用のデータを生成するためのデータ生成部３６、生成されたデータを送信するための送信部３７、およびデータを受信するための受信部３８を含む。

メモリ２４２には、収束荷重取得部３４１が取得した収束荷重データ２５１、荷重取得部３４が取得した時系列荷重データ２５２、ゼロ点データ２６、当該測定ユニット２０の識別情報であるＩＤ（Identification）データ２７、およびデータの宛先を指す宛先データ２８が格納される。宛先データ２８は、本実施の形態の場合、算出ユニット４０を識別するためのデータ（後述の算出ユニットＩＤデータ５３に相当）を指す。

図６を参照して、算出ユニット４０の機能構成について説明する。算出ユニット４０のＣＰＵ４１０は、被測定者の体重計測に使用される１つ以上の測定ユニット２０の識別情報（ＩＤデータ２７）を検出する測定ユニット検出部６０、受信した荷重値に基づき体重を算出するための算出部６２、操作部４２からの入力情報を受付ける入力受付部６４、測定ユニット２０と通信するための通信処理部６５、および外部機器５０と通信するための外部通信部６９を含む。

算出部６２は、受信した時系列の荷重値について第２収束を検出する収束検出部６３を有する。測定ユニット検出部６０は、受信した時系列の荷重値に従ってトリガを含む荷重値の変化を検出するためのトリガ検出部６１を含む。トリガ検出部６１によるトリガの検出の詳細は後述する。

通信処理部６５は、測定ユニット２０から送信されるデータを受信する受信部６６、測定ユニット２０宛てにデータを送信する送信部６７および送信データを生成するデータ生成部６８を有する。

メモリ４１２には、測定ユニット２０から受信した荷重データを指す受信荷重データ５１、測定ユニット検出部６０により検出された測定ユニット２０の識別情報を指示する測定ユニットＩＤデータ５２、算出ユニット４０の識別情報である算出ユニットＩＤデータ５３、算出部６２によって算出された体重を指す体重データ５４、履歴データ５５、モードデータ５６および条件データ５７が格納される。測定ユニットＩＤデータ５２は、存在ユニットＩＤデータ５２１を含む。存在ユニットＩＤデータ５２１は、算出ユニット４０の無線通信可能エリアに存在する測定ユニット２０（ただし、電源ＯＮされて算出ユニット４０と通信可能な測定ユニット２０）のＩＤデータ２７を指す。

履歴データ５５は、過去の体重計測において使用された測定ユニット２０の識別情報が蓄積されてなる履歴を指す。履歴データ５５は、体重計測終了毎に、測定ユニットＩＤデータ５２が体重計測時間と関連付けて格納されることにより生成される。

モードデータ５６は、体重計測に使用される測定ユニット２０を検出するためのモードを指す。条件データ５７は、体重計測に使用される測定ユニット２０を、センサ群２４３が検出した設置態様または外部環境条件に基づき検出するための基準となるデータを指す。算出ユニットＩＤデータ５３は工場出荷時などに格納される。また、モードデータ５６および条件データ５７は、操作部４１３を操作することにより、予め被測定者により入力されてメモリ４１２に格納される。

ここで、体重計測に使用される測定ユニット２０を検出するためのモードを説明する。
算出ユニット４０は、複数種類のモードに従って測定ユニット２０を検出する。検出のためのモードは、メモリ４１２に格納されるモードデータ５６により指定される。

モードには、たとえば“前回使用”モード、“環境・設置”モードおよび“トリガ”モードが含まれる。“前回使用”モードは、履歴データ５５に基づき前回の体重計測において使用された測定ユニット２０を検出するためのモードである。“環境・設置”モードは、同様な外部環境条件または設置態様におかれた測定ユニット２０を検出するためのモードである。“トリガ”モードは、各測定ユニット２０から受信した時系列の荷重値を解析し、解析結果に基づき、トリガを含む時系列の荷重値を送信した測定ユニット２０を検出するためのモードである。これらのモードは複数個を組合わせて設定してもよい。たとえば、“前回使用”モードと“トリガ”モードを組合せることにより、前回の体重計測において使用された測定ユニット２０のうち、トリガを含む時系列の荷重値を送信した測定ユニット２０を検出するモードを設定できる。

図７〜図１０は、本実施の形態に係る体重計測の処理手順を示すフローチャートである。これらフローチャートは、プログラムとして測定ユニット２０のメモリ２４２または算出ユニット４０のメモリ４１２に予め格納されている。ＣＰＵ２４０または４１０が、メモリ２４２または４１２からこれらのプログラムを読出し、読出したプログラムの命令を実行することにより、処理フローチャートが実現される。

図１１〜図１５には、これらフローチャートにおける測定ユニット２０と算出ユニット４０の間の無線通信に用いられるデータパケットＰＡの構成例が示される。なお、本実施の形態における無線通信のデータフォーマットはデータパケットに限定されず、たとえばフレームであってもよい。

図１１には、本実施の形態に係るデータパケットＰＡの基本構成が示される。図１１を参照して、データパケットＰＡは、当該データパケットＰＡのタイプ（種類）を指すタイプデータを格納するフィールドＦ１、当該データパケットＰＡの送信先を識別するための送信先データを格納するフィールドＦ２、当該データパケットＰＡの送信元を識別するためのデータを格納するフィールドＦ３および送信すべきデータを格納するためのフィールドＦ４を含む。

無線通信では、フィールドＦ１のタイプデータによって、種類の異なるデータパケットＰＡ１〜ＰＡ４（図１２〜図１５）が用いられる。

図１２には、データパケットＰＡ１の構成が示される。データパケットＰＡ１は、測定ユニット２０の存在を確認するために、算出ユニット４０が周囲エリアに送信する問合せデータパケットである。データパケットＰＡ１は、フィールドＦ１にはタイプ“Ｑ”（問合せ）が格納され、フィールドＦ２には送信先データとしてブロードキャストアドレス“ＢＤ”が格納され、フィールドＦ３には当該データパケットＰＡ１の送信元である算出ユニット４０の算出ユニットＩＤデータ（“ＩＤ４０”）５３がメモリ４１２から読出されて格納される。データパケットＰＡ１のフィールドＦ４のデータは、不定のデータ（ＮＵＬＬ）である。

図１３には、データパケットＰＡ２の構成が示される。データパケットＰＡ２は、データパケットＰＡ１の問合せに対する応答（返信）のデータパケットである。つまり、データパケットＰＡ１を受信した測定ユニット２０から当該問合せに対する返信として送信されるデータパケットを指す。データパケットＰＡ２は、フィールドＦ１にはタイプ“ＱＡ”（問合わせ応答）が格納され、フィールドＦ２には送信先データとして算出ユニット４０の算出ユニットＩＤデータ５３（“ＩＤ４０”）が格納され、フィールドＦ３には送信元データとして送信元の測定ユニット２０のメモリ２４２から読出されたＩＤデータ２７（“ＩＤ２０”）が格納される。フィールドＦ４のデータは、不定データ（“ＮＵＬＬ”）である。

図１４には、データパケットＰＡ３の構成が示される。データパケットＰＡ３は、測定ユニット２０に対して荷重値を送信するように要求する荷重要求のデータパケットである。データパケットＰＡ２は、フィールドＦ１にはタイプ“Ｒ”（荷重要求）が格納され、フィールドＦ２には、送信先データとして測定ユニット２０のＩＤデータ２７（“ＩＤ２０”）が格納され、フィールドＦ３には送信元データとしてメモリ４１２から読出された算出ユニットＩＤデータ５３（“ＩＤ４０”）が格納され、フィールドＦ４には、モードを示すデータＭＤが格納される。データＭＤは、メモリ４１２から読出されたモードデータ５６を指す。

図１５には、データパケットＰＡ４の構成が示される。データパケットＰＡ４は、荷重要求のデータパケットＰＡ３に対する応答（返信）のデータパケットである。データパケットＰＡ４は、フィールドＦ１にタイプ“ＲＡ”（要求応答）が格納され、フィールドＦ２に送信先データとしてメモリ４１２から読出された算出ユニットＩＤデータ５３（“ＩＤ４０”）が格納され、フィールドＦ３に当該データパケットＰＡ４の送信元データとして測定ユニット２０のＩＤデータ２７（“ＩＤ２０”）が格納され、フィールドＦ４にデータＥＶ、データＷＤが格納される。

フィールドＦ４のデータＥＶは、センサ群２４３から取得した外部環境条件データまたは設置態様のデータを指す。

データＷＤは、メモリ２４２から読出した収束荷重データ２５１または時系列荷重データ２５２を指す。具体的には、受信したデータパケットＰＡ３のデータＭＤが“トリガ”を指すときは、応答のデータパケットＰＡ４のフィールドＦ４には、メモリ２４２から読出した時系列荷重データ２５２が格納される。それ以外のモードでは、収束荷重データ２５１がメモリ２４２から読出されて格納される。

図７〜図１０のフローチャートを参照して、本実施の形態に係る体重計測のための処理手順について説明する。図７には、メイン処理のフローチャートが示される。

図７を参照して、ＣＰＵ４１０と、各測定ユニット２０のＣＰＵ２４０との間で、通信を行ないながら、体重計測に使用される測定ユニット２０が検出される（ステップＳ１）。

測定ユニット２０が検出されると、検出された１つ以上の測定ユニット２０から受信した荷重値に基づき、ＣＰＵ４１０は被測定者の体重を算出する（ステップＳ３）。体重が算出されると、算出結果が出力される（ステップＳ５）。これにより、一連の体重計測の動作が終了する。

図８と図９を参照して、ステップＳ１の検出処理の詳細を説明する。なお、体重計測のために被測定者が使用している測定ユニット２０は予め電源ＯＮされており、通信・荷重検出が可能な状態にあると想定する。

操作部４２を介して測定開始指示が入力されると、検出処理が開始される。まず、ＣＰＵ４１０の通信処理部６５では、データ生成部６８によって図１２に示す問合せデータパケットＰＡ１が生成されて、生成されたデータパケットＰＡ１は送信部６７により送信される（ステップＳ１０）。データパケットＰＡ１のフィールドＦ２には、ブロードキャストアドレスが格納されているので、当該データパケットＰＡ１は、算出ユニット４０の無線通信可能エリアに存在する全ての測定ユニット２０により受信可能である。

データパケットＰＡ１を送信した後、受信部６６は、データパケットＰＡ１に応答した各測定ユニット２０から送信されるデータパケットＰＡ２を受信する（ステップＳ１１）。

ＣＰＵ４１０は、受信したデータパケットＰＡ２のフィールドＦ３に格納されたＩＤデータ２７をメモリ４１２に存在ユニットＩＤデータ５２１として格納する。これにより、算出ユニット４０の無線通信可能エリアに存在する全ての測定ユニット２０（ただし、電源ＯＮされて通信および荷重検出が可能な測定ユニット２０）のＩＤデータ２７を取得することができる。

続いて、測定ユニット検出部６０は、現在のモードを判定する（ステップＳ１５）。具体的には、メモリ４１２に予め格納されたモードデータ５６に基づきモードを判定する。モードデータ５６が“前回使用”モードを指すときは、測定ユニット検出部６０は、データ生成部６８に対して“前回使用”モードのデータパケットＰＡ３の生成を指示し、“環境・設置”モードを指すときは、“環境・設置”モードのデータパケットＰＡ３の生成を指示し、“トリガ”モードを指すときは、 “トリガ”モードのデータパケットＰＡ３の生成を指示する。

ステップＳ１７、Ｓ１９およびＳ２１のそれぞれにおいて、データ生成部６８は指示に従ってデータパケットＰＡ３を生成する。

ステップＳ１７では、“前回使用”モードを指示するデータＭＤが格納されたデータパケットＰＡ３が生成される。このデータパケットＰＡ３のフィールドＦ２には、履歴データ５５から読出された前回の体重計測に使用された測定ユニット２０のＩＤデータ２７が格納される。

ステップＳ１９ではデータＭＤが“環境・設置”モードを指示するデータパケットＰＡ３が生成され、ステップＳ２１では、データＭＤが“トリガ”モードを指示するデータパケットＰＡ３が生成される。

このようにして生成されたデータパケットＰＡ３は、送信部６７によって送信される（ステップＳ２３）。その後、後述のステップＳ６１の処理に移行する。

上述のステップＳ１７で生成されたデータパケットＰＡ３は、前回の体重計測に使用された測定ユニット２０宛てに送信される。ステップＳ１９およびＳ２１では、データ生成部６８は、存在ユニットＩＤデータ５２１に含まれるＩＤデータ２７のそれぞれをフィールドＦ２に格納したデータパケットＰＡ３を生成する。したがって、ステップＳ１９およびＳ２１で生成されたデータパケットＰＡ３は、算出ユニット４０の通信可能エリアに存在する全ての測定ユニット２０に対して送信される。

図９を参照して、検出処理において各測定ユニット２０では、ＣＰＵ２４０の受信部３８は、何らかのデータパケットＰＡを受信するか否かを判定する（ステップＳ３０）。データパケットＰＡが受信されない間は（ステップＳ３０でＮＯ）、ステップＳ３０の受信待機処理が繰返される。何らかのデータパケットＰＡを受信したと判定されると（ステップＳ３０でＹＥＳ）、ＣＰＵ２４０は、受信したデータパケットＰＡのフィールドＦ１のタイプを参照して当該データパケットＰＡの種類を判定する。判定の結果、タイプ“Ｑ”を指示すると判定すると（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ＣＰＵ２４０は、データ生成部３６に対してデータパケットＰＡ２を生成するよう指示する。これにより、データ生成部３６はデータパケットＰＡ２を生成する。生成されたデータパケットＰＡ２は送信部３７により送信される（ステップＳ３３）。ステップＳ３３では、受信したデータパケットＰＡ２のフィールドＦ３のデータがメモリ２４２に宛先データ２８として格納される。その後、ステップＳ３０の受信待機処理に戻る。

ステップＳ３１においてデータパケットＰＡ１でないと判定されると（ステップＳ３１でＮＯ）、自己宛てのデータパケットＰＡであるか否かを判定する（ステップＳ３５）。具体的には、当該データパケットＰＡのフィールドＦ２の送信先データとメモリ２４２のＩＤデータ２７とを比較し、比較結果に基づき自己宛てであるか否かを判定する（ステップＳ３５）。比較結果、両データが不一致の場合は自己宛てではないと判定し、受信したデータパケットＰＡを無視（破棄）する。その後、処理はステップＳ３０の受信待機処理に戻る。

比較結果、両データが一致の場合は自己宛てと判定する（ステップＳ３５でＹＥＳ）。このとき自己宛てと判定されるデータパケットＰＡは、ステップＳ２３で送信されたデータパケットＰＡ３である。

自己宛てと判定されると、ＣＰＵ２４０はモードを判定する。すなわち、受信したデータパケットＰＡ３のフィールドＦ４のデータＭＤが指定するモードを判別する。データＭＤが“前回使用”を指すと判定すると、データ生成部３６は、メモリ２４２の収束荷重データ２５１をデータＷＤとして格納したデータパケットＰＡ４を生成する（ステップＳ３９、Ｓ４１）。

データＭＤが“環境・設置”を指すと判定すると、ＣＰＵ２４０は、センサ出力処理部３２にセンサ群２４３からの出力を取得するように指示する。これにより、センサ出力処理部３２はセンサ群２４３からの出力に基づきデータＥＶを取得する（ステップＳ４３）。データ生成部３６は、ＣＰＵ２４０の指示により、メモリ２４２の収束荷重データ２５１を読出し、読出した収束荷重データ２５１であるデータＷＤと、取得されたデータＥＶとを格納したデータパケットＰＡ４を生成する（ステップＳ４５、Ｓ４７）。

また、データＭＤが“トリガ”を指すと判定されると、データ生成部３６は、メモリ２４２の時系列荷重データ２５２を、データＷＤとして格納したデータパケットＰＡ４を生成する（ステップＳ４９、Ｓ５１）。

ステップＳ４１またはステップＳ４７またはステップＳ５１で生成されたデータパケットＰＡ４は、フィールドＦ２に、受信データパケットＰＡ３のフィールドＦ３のデータが格納される。生成されたデータパケットＰＡ４は、送信部３７により算出ユニット４０宛てに送信される。

図１０を参照して、算出ユニット４０では、ステップＳ６１において、受信部３８は何らかのデータパケットＰＡを受信するか否かを判定する（ステップＳ６１）。何らかのデータパケットＰＡが受信されない間は、ステップＳ６１の処理が繰返されることにより、受信待機状態となる。受信待機状態で検出されるデータパケットＰＡは、ステップＳ５３で送信されるデータパケットＰＡ４である。

この受信待機状態においてデータパケットＰＡ４の受信が検出されると（ステップＳ６１でＹＥＳ）、算出部６２は、メモリ４１２のモードデータ５６に基づき、モードを判定する（ステップＳ６３）。モードデータ５６が“前回使用”を指すと判定すると、算出部６２は、ステップＳ６１で受信した全てのデータパケットＰＡ４のフィールドＦ４に格納されているデータＷＤ（収束荷重データ２５１に相当）を読出し、読出した全てのデータＷＤを積算（総和算出）することにより体重を算出する（ステップＳ６７）。

これにより、被測定者は体重計測に同じ測定ユニット２０を繰返し利用する傾向が高いと容易に推認できることに鑑みると、積算に用いるべきデータＷＤとして、“前回使用”モードで検出した測定ユニット２０からのデータＷＤを選択的に用いることで、体重計測に使用されている測定ユニット２０のデータＷＤを用いた体重の算出が可能となる。

モードデータ５６が“環境・設置”を指していると判定すると、受信した各データパケットＰＡ４のフィールドＦ４に格納されるデータＥＶとメモリ４１２の条件データ５７とを比較照合し、不一致のデータパケットＰＡは無視（破棄）する（ステップＳ６９）。ステップＳ７３では、データＥＶと条件データ５７が一致しているデータパケットＰＡ４のデータＷＤ（収束荷重データ２５１に相当）を積算（総和算出）することにより体重を算出する（ステップＳ７３）。

これにより、体重計測に用いられている測定ユニット２０は同じ環境（温度、湿度など）または同じ設置態様（方向など）で用いられていることは明らかであるから、積算に用いるべきデータＷＤとして、データＥＶと条件データ５７を用いて外部環境または設置態様が一致している測定ユニット２０からのデータＷＤを選択的に用いることで、体重計測に使用されている測定ユニット２０を検出して、そのデータＷＤを用いた体重の算出が可能となる。

ステップＳ６３において“トリガ”と判定されると、トリガ検出部６１は、受信された各データパケットＰＡ４の時系列荷重データ２５２に相当のデータＷＤに基づき、当該時系列荷重データのトリガを検出する（ステップＳ７５）。トリガが検出されたデータＷＤのみを用いて算出部６２により体重が算出される（ステップＳ７９）。

これにより、体重計測に用いられている測定ユニット２０の時系列に検出される荷重値は、ほぼ同じような変化を呈する、すなわち多少の時間ずれはあるがトリガを有するから、積算に用いるべきデータＷＤとして、トリガの有無により測定ユニット２０からのデータＷＤを選択的に用いることで、体重計測に使用されている測定ユニット２０を検出して、そのデータＷＤを用いた体重の算出が可能となる。

ステップＳ６７、ステップＳ７３またはステップＳ７９の処理後は、図８のステップＳ５の処理に移行して、外部機器５０において算出された体重が出力される。

上述の処理では、データパケットＰＡ１に対してデータパケットＰＡ２を返信して応答をした測定ユニット２０のみを対象にして、すなわち算出ユニット４０の通信可能エリア内の存在が検出された測定ユニット２０のみ宛てに荷重値の送信要求のデータパケットＰＡ３を送信するようにしている。これにより、通信可能エリア内に測定ユニット２０が存在するときのみデータパケットＰＡ３を送信することが可能となり、算出ユニット４０の通信負荷および電力消費量を少なくできる。

図１６を参照して、ステップＳ７５におけるトリガ検出例を説明する。
たとえば、４個の測定ユニット２０それぞれからデータパケットＰＡ４を受信したと想定する。この場合、トリガ検出部６１は、４個の測定ユニット２０のそれぞれから時系列荷重データ２５２を指すデータＷＤを取得できる。

図１６のグラフの横軸は時間（Ｔ）の経過を指し、縦軸は時間の経過に伴って検出される荷重値を指す。測定ユニット２０を電源ＯＮした後において載置面３００に未だ被測定者が乗っていない状態ではロードセル２１に体重による荷重はかからないので測定ユニット２０が検出する荷重値は変化しない。その後、被測定者が載置面３００に乗り始めると荷重値は急激に上昇を開始する。図１６では、時間が“１秒”付近でグラフの急峻な立上が示される。本実施の形態では、被測定者が載置面３００に乗り始めたときの荷重値の急激な増加開始（グラフの急峻な立ち上がり）点をトリガと称する。

図１６によれば、４個の測定ユニット２０の荷重値のうち、２個の測定ユニット２０についてはトリガを含む荷重値の変化が検出されるが、他の２つの測定ユニット２０についてはトリガを含む荷重値の変化が検出されないことから、他の２つの測定ユニット２０は体重計測に使用されていないことがわかる。

したがって、トリガ検出部６１は、データパケットＰＡ４のデータＷＤが指す時系列の荷重値データを解析し、解析結果に基づきトリガを検出した場合には、当該データパケットＰＡ４の送信元の測定ユニット２０は、体重計測に使用されている測定ユニット２０であると判定することができる。

次に、図１７の（Ａ）と（Ｂ）を参照して、トリガ検出後の算出部６２による体重算出（ステップＳ７９）の手順について説明する。図１７のグラフの横軸は時間（Ｔ）の経過を指し、縦軸は時間の経過に伴って検出される荷重値を指す。図１７には、図１６でトリガを検出した２個の測定ユニット２０からのデータＷＤに対応するグラフＬ１とＬ２が示される。

正確に体重を算出するためには、図１６でトリガを検出した２個の測定ユニット２０からのデータＷＤについて同期をとる必要がある。つまり、被測定者が載置面３００に乗り始めると各測定ユニット２０に荷重がかかり始めるが、荷重がかかり始めるタイミングは乗り方または測定ユニット２０の配置の仕方などによってずれが生じる。これに起因してグラフＬ１とＬ２のトリガの検出時間ＴＲ１とＴＲ２は一致せず若干のずれを生じる。したがって、体重を算出するに際しては、このずれを解消するようにグラフＬ１とＬ２の時間軸を一致させる必要がある。

具体的には、収束検出部６３は、図１７の（Ｂ）に示すように、時間ＴＲ１とＴＲ２を共通の時間ＴＲに一致させるように、グラフＬ１またはＬ２を時間軸方向に平行移動させる。ここでは、時間ＴＲ１に時間ＴＲ２を一致させるように、グラフＬ２のみを時間軸方向に平行移動させる。

平行移動後の図１７の（Ｂ）のグラフによれば、収束検出部６３は電源ＯＮした後に載置面３００上に被測定者が乗り、載置面３００上の被測定者の動きが停止し安定している期間、すなわちグラフＬ１とＬ２について両方ともに第２収束の状態に移行した期間ＣＶを検出することができる。

算出部６２は、図１７の（Ｂ）に示す期間ＣＶを検出すると、期間ＣＶにおけるグラフＬ１とＬ２が示す荷重値を積算することにより体重を算出することができる。算出された体重は、被測定者の体動に起因した誤差が排除された値である。

図１７で説明した算出ユニット４０側の処理手順と、同様の処理が各測定ユニット２０のステップＳ３９およびステップＳ４５においても実行される。測定ユニット２０側の処理手順を、図１８を参照して説明する。

図１８のグラフの横軸は時間（Ｔ）の経過を指し、縦軸は時間の経過に伴って検出される荷重値を指す。図１８のグラフでは、時間ＴＲ１でトリガが検出されている。収束検出部３０は、電源ＯＮされてから時間ＴＲ１までの期間で第１収束を検出し、第１収束の期間においてゼロ点検出部３１によりゼロ点が検出される。時間ＴＲ１でトリガを検出後は、収束検出部３０により第２収束の期間ＣＶが検出される。収束荷重取得部３４１は、期間ＣＶにおいて検出される荷重値（より特定的には、期間ＣＶの荷重値の平均値）を取得する。このように、各測定ユニット２０のステップＳ３９およびステップＳ４５においては、期間ＣＶにおいて荷重値が取得される。

これにより、各測定ユニット２０の収束荷重取得部３４１は、載置面３００上に乗っている被測定者の体動に起因した誤差が排除された荷重値を取得する。取得された荷重値は算出ユニット４０に送信することができるので、算出ユニット４０の算出部６２は当該誤差を含まないような体重値を算出することができる。

本実施の形態によれば、荷重値を要求するデータパケットＰＡ３を送信し、それに対する測定ユニット２０からの応答のデータパケットＰＡ４を受信することにより、算出ユニット４０は、体重計測に使用されている測定ユニット２０からの荷重値を取得することができる。また、測定ユニット２０は、荷重値の送信タイミングとして、荷重値の要求受信を利用できるから、測定ユニット２０は自己で送信タイミングを調整する必要はなく、機能を簡素化することができる。

（変形例）
上述の処理では、算出ユニット４０の通信可能エリア内の存在が検出された測定ユニット２０を対象にして荷重値の送信要求のデータパケットＰＡ３を送信するようにしているが、これに代替して、フィールドＦ２にブロードキャストアドレスを格納したデータパケットＰＡ３を送信するようにしてもよい。

また、ステップＳ５では、算出ユニット４０は、体重算出に用いた荷重値の送信元である測定ユニット２０のＩＤデータ２７を外部機器５０に送信し、出力させるようにしてもよい。これにより、被測定者は、載置面３００が搭載されている測定ユニット２０のうちから、荷重値を送信できないような故障状態の測定ユニット２０を確認することができる。

上述の実施の形態では、図１に示すように算出ユニット４０と通信する体重計は１個としているが、複数個の体重計と通信するとしてもよい。この場合には、測定ユニット２０のＩＤデータ２７に、グループ識別子を付加させる。このグループ識別子は、当該測定ユニット２０が用いられている体重計を構成する測定ユニット２０のグループを指す。これにより、算出ユニット４０は、測定ユニット２０を、グループ識別子が付加されたＩＤデータ２７に基づきグループ単位で、すなわち体重計単位で識別しながら、荷重値を取得して体重を算出できる。これにより、算出ユニット４０は体重計毎に被測定者の体重を算出することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 体重計測システム、２０ 測定ユニット、２１ ロードセル、２２ 電源部、２３ ＰＣＢ、３４ 荷重取得部、３５，６５ 通信処理部、３６，６８ データ生成部、３７，６７ 送信部、３８，６６ 受信部、４０ 算出ユニット、５０ 外部機器、５５ 履歴データ、５６ モードデータ、５７ 条件データ、６０ 測定ユニット検出部、６１ トリガ検出部、６２ 算出部、２４３ センサ群、２５１ 収束荷重データ、２５２ 時系列荷重データ、３００ 置面、５１１ ディスプレイ、ＰＡ，ＰＡ１〜ＰＡ４ データパケット。

Claims (12)

1. 被測定者の体重を計測する体重計測システムであって、
   かけられた荷重を検出し、検出された荷重から導出される荷重値を、荷重要求に応答して送信する測定ユニットと、
   前記測定ユニットと無線通信する体重算出ユニットと、を備え、
   前記体重算出ユニットは、
   前記荷重要求を送信する要求送信手段と、
   １つ以上の前記測定ユニットから受信した前記荷重値を用いて体重を算出する算出手段と、を含む、体重計測システム。
2. 前記測定ユニットは、
   かけられた荷重を検出する荷重センサと、検出された荷重を処理し荷重値として導出する計測部と、前記体重算出ユニットと無線通信する通信部と、電源部とを含む、請求項１に記載の体重計測システム。
3. 前記体重算出ユニットは、
   １つ以上の前記測定ユニットそれぞれから受信する所定データに基づき、当該測定ユニットから受信する荷重値を、前記算出手段による体重の算出に用いるか否かを判定する判定手段を、さらに含む、請求項２に記載の体重計測システム。
4. 前記測定ユニットは、予め識別データが割当てされて、
   前記所定データは、前記測定ユニットの前記識別データを含む、請求項３に記載の体重計測システム。
5. 前記体重算出ユニットは、
   体重の算出に使用された前記荷重値の送信元の前記測定ユニットの前記識別データの履歴を格納する履歴格納部を、さらに含み、
   前記判定手段は、
   １つ以上の前記測定ユニットそれぞれから受信した前記識別データと、前記履歴格納部の前記履歴とを比較し、比較結果に基づき、当該測定ユニットから受信する荷重値を、前記算出手段による体重の算出に用いるか否かを判定する、請求項４に記載の体重計測システム。
6. 前記測定ユニットは、
   当該測定ユニットの設置態様を検出する設置検出手段を、さらに含み、
   前記所定データは、前記設置検出手段により検出された前記設置態様を含み、
   前記判定手段は、
   １つ以上の前記測定ユニットそれぞれから受信した前記設置態様と、所定態様とを比較し、比較結果に基づき、当該測定ユニットから受信する荷重値を、前記算出手段による体重の算出に用いるか否かを判定する、請求項４または５に記載の体重計測システム。
7. 前記測定ユニットは、
   当該測定ユニットの周囲の外部環境条件を検出する環境検出手段を、さらに含み、
   前記所定データは、前記環境検出手段により検出された前記外部環境条件を含み、
   前記判定手段は、
   １つ以上の前記測定ユニットそれぞれから受信した前記外部環境条件と、所定環境条件とを比較し、比較結果に基づき、当該測定ユニットから受信する荷重値を、前記算出手段による体重の算出に用いるか否かを判定する、請求項４から６のいずれかに記載の体重計測システム。
8. 前記荷重センサは、体重の計測開始から時系列に荷重を検出し、
   前記計測部は、検出された荷重を時系列の荷重値として導出し、
   前記所定データは、前記時系列の荷重値のデータを含み、
   前記判定手段は、
   １つ以上の前記測定ユニットそれぞれから受信した前記時系列の荷重値の変化の有無に基づき、当該測定ユニットから受信する荷重値を、前記算出手段による体重の算出に用いるか否かを判定する、請求項４から７のいずれかに記載の体重計測システム。
9. 前記測定ユニットは、予め識別データが割当てされて、
   前記体重算出ユニットは、
   測定ユニットの存在を確認するための存在問合せを周囲エリアに送信する存在問合せ手段と、
   前記存在問合せに対する応答を受信する存在応答受信手段と、を含み、
   前記存在応答受信手段により受信される応答には、当該応答を送信した前記測定ユニットの前記識別データが含まれ、
   前記所定データは、前記存在応答受信手段により受信された応答に含まれる前記識別データを含む、請求項３に記載の体重計測システム。
10. 前記周囲エリアは、
    前記体重算出ユニットが無線通信することが可能なエリアを指す、請求項９に記載の体重計測システム。
11. 前記体重算出ユニットと通信する出力ユニットを、さらに備え、
    前記出力ユニットは、前記体重算出ユニットから算出された体重を受信し、受信した体重を出力する、請求項１から１０のいずれかに記載の体重計測システム。
12. かけられる荷重を検出する荷重センサと、
    検出される荷重から荷重値を導出する計測部と、
    無線通信部と、
    電源部と、を備え、
    前記無線通信部は、要求を受信する要求受信手段を含み、
    前記要求受信手段により要求が受信されると、導出される前記荷重値を要求元に送信する、荷重測定ユニット。

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