JP2018152642A - 遠隔監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】通信コストや消費電力を抑えつつ、異常が発生した場合には、現場の状況を高解像度の画像で確認することが可能な遠隔監視システムを提供する。【解決手段】通信制御装置と接続された監視カメラを備えた複数台の監視装置のうち１台を親機１０、残りを子機１１に設定し、子機１１と親機１０との間の通信をＬＰＷＡ通信モジュールによる特定小電力無線通信で行い、かつ、親機とネットワーク回線４との間はモバイル通信で行う。監視カメラからの異常信号をサーバ５を介して端末１２で受信したユーザから、異常が発生した監視領域の監視カメラの画像蓄積データの取得要求をサーバ５が受けると、サーバ５は監視装置１１に対して画像蓄積データの取得要求指令を送信する。監視装置１１は、サーバ５との間の通信をモバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え、親機１０を介さずにサーバ５に画像蓄積データ情報を送信する。【選択図】図３

Description

本発明は、モノのインターネット（以下「ＩｏＴ」という。）技術を利用した遠隔監視ステムに関する。特に、無線通信機能を備えたＩｏＴデバイスをインターネットに接続する際のデータ通信料を節減することな可能な遠隔監視システムに関する。

特許文献１には、遠隔地の施工現場などの状況を確認するために必要な画像データを取得するための遠隔画像データ取得システムが開示されている。
すなわち、特許文献１の図４に記載されているように、遠隔地にある現場から離れた操作側端末装置３０を操作することにより現場の状況を示す静止画データを現場側端末装置２０が備えるカメラによって撮像して取得することができ、静止画データは高解像度で送信することができる。

かかる遠隔画像データ取得システムでは、静止画データを高解像度で送信するために、現場側端末装置２０を施工現場内の無線ＬＡＮを介して有線の高速インターネット回線により操作側端末装置３０と接続する必要があった。
しかしながら、現場側端末装置２０が少ないか又は設置範囲が狭い場合は、かかるシステムでも遠隔画像データを取得して操作側端末装置に送ることは可能であるが、例えば、鉄道線路の監視を行うような場合、現場側端末装置であるカメラ付き監視装置を数十台、多い時では数百台設置して、線路内の画像データを取得する必要がある。
そのような場合、屋外の線路においては、監視装置は電池で駆動できるものでなければならず、電池の交換も頻繁にはできないことから、消費電力の少ないことが要求される。

近年、モバイル通信技術である３Ｇ／ＬＴＥ等が高速無線通信のためのインフラとして確立されており、これを利用したＩｏＴによる監視装置も試験的に運用されている。
ＩｏＴデバイスである監視装置をインターネットに接続させるための方法は大きく分けると２種類ある。一方は「直接通信方式」であり、他方は「ゲートウェイ方式」である。

図１に示すのは、カメラ及びセンサ等を備えた監視装置１を直接インターネットに無線接続する「直接通信方式」の場合である。
監視装置１は無線通信のためのモバイル通信モジュール２を備えており、基地局３を介してネットワーク回線であるインターネット４に、３Ｇ／ＬＴＥ回線により接続される。
しかしながら、直接通信方式の場合、常時接続しているため通信コストがネックになる。携帯電話事業者が展開する３Ｇ回線やＬＴＥ回線を使う場合、相対料金で値下げ交渉した場合でも、１回線当たり月３００〜５００円程度のコストがかかる。年換算すると最低でも３,６００円／回線かかり、監視装置が数十台〜数百台となると莫大なコストがかかることになる。しかも、監視装置１とは常時高速で通信を行う必要はなく、監視対象に異常が発生した場合にのみ詳細な画像情報等を高速で通信すればよいのであるから、ほとんどの時間は無駄な通信料を消費していることになる。
また、３Ｇ／ＬＴＥ等のブロードバンド回線は大きな電力が必要なため、屋外で電池駆動される監視装置での年単位の使用には、この直接通信方式は向いていない。

かかる直接通信方式のコスト及び消費電力上の問題点を解消するために導入を検討されているのが、次に述べる「ゲートウェイ方式」である。モノとして利用するＩｏＴデバイスは、インターネットへのゲートウェイとなる機器とＩＰ（インターネットプロトコル）を使わずに、特定小電力無線通信技術を使って接続して通信するものである。非ＩＰの通信なので、インターネットとのやり取りをゲートウェイで変換する必要がある。ＩｏＴデバイスには必要最低限のセンサなどの機能を載せ、消費電力の少ない通信方式を採用するのがこの「ゲートウェイ方式」の特徴である。ゲートウェイは、ＩｏＴデバイス側から見ると非ＩＰとＩＰの接続を変換する役割を果たし、インターネット側から見るとＩｏＴデバイスのルータの役割を果たす。

図２に示すのは、カメラ及びセンサ等を備えた監視装置１をゲートウェイを介してインターネット接続する「ゲートウェイ方式」の場合である。
監視装置１は、例えば特定小電力無線通信技術の一つである低消費電力で長距離通信を実現する低電力広域（Low Power Wide Area、以下「ＬＰＷＡ」という。）通信のためのＬＰＷＡ通信モジュール６を備えており、ゲートウェイ７との間をＬＰＷＡによって通信を行い、ゲートウェイ７からインターネット４へは有線又は無線（モバイル通信）により接続される。
これにより、監視装置１とゲートウェイ７の間の通信コストはかからず、また、監視装置１の消費電力も少なくすることができる。

特開２００３−８７７７４号公報

しかしながら、上記ゲートウェイ方式の場合は、通信コストや消費電力の点では優れているが、監視領域に異常が発生した場合などに、高解像度の静止画や動画等を用いて現場の状況を確認する必要が生じたとき、ＬＰＷＡ通信では対応できないという問題がある。すなわち、ＬＰＷＡで通信可能なデータ量及び通信速度が高解像度の動画転送には不向きであるということである。
監視カメラを備えた監視装置を用いた遠隔監視システムにおいては、異常が発生した場合、現場の状況を連続した動画で確認することが求められているから、上記の「直接通信方式」や「ゲートウェイ方式」では問題がある。

本発明は、上述のようなＩｏＴ技術を利用した遠隔監視ステムにおける問題を解決するために為されたものであり、通信コストや消費電力を抑えつつ、異常が発生した場合には、現場の状況を高解像度の画像（動画を含む）で確認することが可能な遠隔監視システムを提供することを目的とする。

本発明は、複数台の監視装置と、該監視装置と接続されるゲートウェイ機器と、前記監視装置を制御するアプリケーションが格納されたサーバと、該サーバにアクセスすることにより前記監視装置を制御することが可能なユーザの端末とが、ネットワーク回線を介して相互に通信可能に接続された遠隔監視システムであって、前記ゲートウェイ機器と前記ネットワーク回線との間は有線又は無線で接続され、前記監視装置は、モバイル通信モジュールと特定小電力無線通信モジュールとを内蔵した通信制御装置と、該通信制御装置と接続され、監視領域の画像を取得し、取得された前記画像から異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに前記通信制御装置を介して前記サーバに異常信号を配信することが可能な監視カメラとを備えるとともに、
前記通信制御装置と前記ゲートウェイ機器との間の通信を前記特定小電力無線通信モジュールによる特定小電力無線通信で行い、前記異常信号を前記サーバを介して前記端末で受信した前記ユーザから、前記異常が発生した監視領域の監視カメラの画像蓄積データの取得要求を前記サーバが受けると、
前記サーバは、前記異常信号を配信した前記通信制御装置に対して前記画像蓄積データの取得要求指令を送信し、
該取得要求指令を受信した前記通信制御装置は、前記サーバとの間の通信を前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え、前記ゲートウェイ機器を介さずに前記モバイル通信によって前記ネットワーク回線を介して前記サーバに前記画像蓄積データ情報を送信することを特徴とする。

また、本発明は、複数台の監視装置と、前記監視装置を制御するアプリケーションが格納されたサーバと、該サーバにアクセスすることにより前記監視装置を制御することが可能なユーザの端末とが、ネットワーク回線を介して相互に通信可能に接続された遠隔監視システムであって、
前記監視装置は、ゲートウェイとモバイル通信モジュールと特定小電力無線通信モジュールとを内蔵した通信制御装置と、該通信制御装置と接続され、監視領域の画像を取得し、取得された前記画像から異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに前記通信制御装置を介して前記サーバに異常信号を配信することが可能な監視カメラとを備え、
前記複数ある監視装置のうちの１台を所定の条件に基づいて選択し、該選択された監視装置の通信制御装置のゲートウェイをイネーブル化して親機となし、他の全ての監視装置を子機となすとともに、
前記子機と前記親機との間の通信を前記特定小電力無線通信モジュールによる特定小電力無線通信で行い、かつ、前記親機と前記ネットワーク回線との間はモバイル通信で行い、
前記異常信号を前記サーバを介して前記端末で受信した前記ユーザから、前記異常が発生した監視領域の監視カメラの画像蓄積データの取得要求を前記サーバが受けると、
前記サーバは、前記異常信号を配信した前記通信制御装置に対して前記画像蓄積データの取得要求指令を送信し、
該取得要求指令を受信した前記通信制御装置は、前記サーバとの間の通信を前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え、前記親機を介さずに前記モバイル通信によって前記ネットワーク回線を介して前記サーバに前記画像蓄積データ情報を送信することを特徴とする。

さらに、本発明に係る前記遠隔監視システムは、前記監視装置が、前記監視領域の気象データを取得し、取得された前記気象データから異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに前記通信制御装置を介して前記サーバに異常信号を配信することが可能な気象センサをさらに備え、前記異常信号を前記サーバを介して前記端末で受信した前記ユーザから、前記異常が発生した監視領域の監視カメラの現在の画像の取得要求を前記サーバが受けると、前記サーバは、前記異常信号を配信した前記通信制御装置に対して前記現在の画像の取得要求指令を送信し、該取得要求指令を受信した前記通信制御装置は、前記サーバとの間の通信を前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え、前記親機を介さずに前記モバイル通信によって前記ネットワーク回線を介して前記サーバに前記現在の画像を送信することを特徴とする。

またさらに、本発明に係る前記遠隔監視システムは、前記通信制御装置が、モバイル通信の電波強度を計測する電波強度計測手段を備え、該電波強度計測手段で計測された電波強度を前記サーバに送信するとともに、前記サーバが、前記親機の電波強度が所定の値以下となった時に、前記子機のうちで一番電波強度の強いものを親機に設定し、元の親機を子機に変更することを特徴とする。
これにより、親機のモバイル通信の電波強度が低下したときに、その親機を子機に変更するとともに、他の子機のうち一番電波強度の高い子機を親機に変更できるので、安定したモバイル通信を確保することができる。

さらにまた、本発明に係る前記遠隔監視システムは、前記通信制御装置が、電源オン時においては、前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信によって前記サーバと通信を行い、前記端末によって前記監視カメラの設定を行うことを可能とする初期設定モードを備えていることを特徴とする。

また、本発明に係る前記遠隔監視システムは、１台の親機と、該親機に紐づけされ、前記親機との間で特定小電力無線通信を行う複数の子機から成るグループを複数含んでいる前記遠隔監視システムであって、前記一のグループ内のすべての監視装置のモバイル通信電波強度が所定の値以下になった時に、当該グループの親機から緊急通信用に予め設定された前記特定小電力通信用の共通チャネルを介して他のグループに緊急事態信号をブロードキャストするとともに、前記緊急事態信号を受信した近隣のグループの子機から、該子機が紐づけられている親機を介して前記サーバとモバイル通信を行うことを特徴とする。

上記構成による遠隔監視システムによれば、監視領域に異常が発生した場合には、通信コストや消費電力を抑えつつ、現場の状況を高解像度の画像（動画を含む）で確認することが可能となる。

従来の遠隔監視システムの例（直接通信方式）を示す図である。 従来の遠隔監視システムの他の例（ゲートウェイ方式）を示す図である。 本発明に係る遠隔監視システムの全体構成を示すブロック図である。 監視装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る遠隔監視システムの初期設定のシーケンスの例を示す図である。 本発明に係る遠隔監視システムの定常時のシーケンスの例を示す図である。 本発明に係る遠隔監視システムにおける気象異常時のシーケンスの例を示す図である。 本発明に係る遠隔監視システムにおける異常イベント発生時のシーケンスの例を示す図である。 本発明に係る遠隔監視システムにおけるリレーモードについて説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図３は、本発明に係る遠隔監視システムの全体構成を示すブロック図である。
図３において、監視装置のうち１台を親機１０、残りの複数の監視装置を子機１１に設定し、親機１０と子機１１との間を特定小電力無線通信技術の一つである低消費電力で長距離通信を実現するＬＰＷＡ通信でスター型接続する。なお、ここでは、ＬＰＷＡの一種であるＬｏＲａアライアンスの提唱する「ＬｏＲａ」（Ｓｅｍｔｅｃｈ Ｃｏｒｐｏａｔｉｏｎの商標。国際登録第１２６２６６７号）を利用する。

親機１０は、３Ｇ／ＬＴＥ通信（以下「モバイル通信」という。）で携帯電話の基地局（以下「基地局」という）３を介してネットワーク回線（以下「インターネット」という。）４に常時接続されている。また、インターネット４には、監視装置１０、１１を制御するアプリケーションが格納されたサーバ５と、サーバ５にアクセスすることにより監視装置１０、１１を制御することが可能なユーザの端末１２とが接続されている。

図４は、監視装置１０、１１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図４において、監視装置１０、１１は、通信制御装置２０と、それに接続された監視カメラ２７及び気象センサ２８を備えている。
さらに、通信制御装置２０は、モバイル通信モジュール２１、ゲートウェイ２２、ＬＰＷＡ通信モジュール２３、制御部２４、カメラＩ／Ｆ２５及びセンサＩ／Ｆ２６を備えている。

このうちモバイル通信モジュール２１は、インターネット４とモバイル通信を行う機能を備えたモジュールである。このモバイル通信モジュールは公知のものが利用可能である。例えば、ソフトバンク株式会社の製品「ＷＬＳＬＱ５０」等が利用可能である。
また、ゲートウェイ２２は、インターネットとの通信を行うためのプロトコル変換を行う機能を有するものである。なお、ソフトウェアで構成してもよい。

ＬＰＷＡ通信モジュール２３は、親機１０との通信を行うための機能を備えたモジュールである。ＬＰＷＡ通信モジュールとしては、例えば、ＬｏＲａ用のＬｏＲａモジュール「ＥＳ９２０ＬＲ」（株式会社ＥＡＳＥＬ製）が利用可能である。
ＬｏＲａは最大８ｋｍという長い距離を低い出力の電波を使って通信ができるという特長がある。なお、距離が長くなればそれだけ電力を消費するため、電池の性能を勘案しながら、配置距離を決定する。線路監視の場合、約７０ｍおきに設置する。使用される周波数は、日本では免許の不要な特定小電力無線局が利用できる９２０ＭＨｚ帯である。この帯域は、Ｗｉｆｉ（登録商標）等で使用されている２．４ＧＨｚ帯よりも低い周波数であり、その分長距離を飛び、建物などを回り込むことができ、雨などの影響や電波干渉を受けにくい。

制御部２４は、ＣＰＵ２４ａ、ＲＡＭ２４ｂ及びＲＯＭ２４ｃを備え、通信制御装置２０全体を制御する制御手段である。ＣＰＵ２４ａが、ＲＯＭ２４ｃ等に記憶されている所要のプログラムを実行して、モバイル通信とＬＰＷＡ通信を切り替えてインターネット４に接続したり、親機１０に監視カメラ２７の画像や気象センサ２８のデータを送信したりする機能を有する。
また、制御部２４は、図示しない電波強度センサと協働してモバイル通信モジュール２１の電波強度を計測する電波強度計測手段としても機能する。

カメラＩ／Ｆ２５は、監視カメラ２７との接続のためのインタフェースである。また、センサＩ／Ｆ２６は気象センサとの接続のためのインタフェースである。
また、監視カメラ２７は、監視領域の画像を取得し、取得された画像から異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに通信制御装置２０を介してサーバ５に異常信号を配信する機能を備えている。監視カメラ２７は、画像認識機能を搭載した公知のものが利用可能である。なお、監視カメラ２７は画像（動画を含む）を保存する例えばＳＤメモリカード等の記憶手段（不図示）を備えている。
さらに、気象センサ２８は、温湿度、雨量、気圧及び風速等の気象データを取得可能なデバイスである。気象センサ２８は、監視領域の気象データを取得し、取得された気象データから異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに通信制御装置２０を介してサーバ５に異常信号を配信する機能を備える。なお、気象センサ２８は計測した気象データを保存する例えばＳＤメモリカード等の記憶手段（不図示）を備えている。

なお、親機１０及び子機１１もハードウェアとしては同じものであるが、所定の条件（例えば、モバイル通信の電波強度が一番強い、位置的にすべての監視装置の中心にある等）に基づいて親機１０として設定する。具体的には、ゲートウェイ２２の機能をイネーブルにして親機とし、他の監視装置のゲートウェイ２２の機能をディセーブルにすることにより子機１１として機能させる。本発明に係る遠隔監視システムの一つの特長としては、親機１０として機能させる監視装置を適宜選択できるという点である。

監視カメラ２７からの異常信号を親機１０からサーバ５を介して端末１２で受信したユーザから、異常が発生した監視領域の監視カメラの画像蓄積データの取得要求をサーバ５が受けると、サーバ５は、異常信号を配信した通信制御装置２０に対して画像蓄積データの取得要求指令を送信し、取得要求指令を受信した通信制御装置２０は、サーバ５との間の通信をモバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換えるべくゲートウェイ２２をイネーブルにし、親機１０を介さずにモバイル通信によってインターネット４を介してサーバ５に画像蓄積データ情報を送信する。以下、このシーケンスについて説明する。

図５は、本発明に係る遠隔監視システムの初期設定のシーケンスの例を示す図である。
まず、設置現場にいるユーザが、親機１０に付されたＱＲコード（登録商標）を端末（ここでは、例えばカメラ機能の付いたスマートホンとする。）で読み取り、親機に付されたＩＤを読み取る（Ｓ１０１）。同様に、子機に付されたＱＲコード（登録商標）を端末で読み取り、子機に付されたＩＤを読み取る（Ｓ１０２）。
ユーザは、サーバにアクセスして、監視装置の制御アプリのログイン画面を表示させ（Ｓ１０３）、自分のユーザＩＤ及びパスワードを用いてログインする（Ｓ１０４）。そして、親機のＩＤがシステムに登録されたものであれば認証ＯＫ（Ｓ１０５）、同様に子機のＩＤが登録されたものであれば認証ＯＫとする（Ｓ１０６）。
そして、決定された親機と紐づけられる子機の登録を端末から行う（Ｓ１０７）。紐づけ登録が完了すると、端末の画面に「親機／子機紐付登録」の内容が表示される（Ｓ１０８）。このようにして、親機を除くすべての監視装置が子機として登録される（Ｓ１０９）。
親機と子機の紐づけが終了すると、親機を中心とする一つのグループが形成されるので、そのグループに名前を付けて登録する（Ｓ１１０）。

そして、端末１２から、親機におけるデータ（気象データ、太陽電池発電量、蓄電量、電波強度情報、正常信号等）収集の間隔及びサーバへのアップロード間隔の設定を入力する（Ｓ１１１）。サーバ５はその情報を親機に伝えて親機を設定する（Ｓ１１２）。
次に、子機からサーバ５に対してモバイル通信の電波強度情報がモバイル通信を用いてアップロード（ＵＰ）される（Ｓ１１３）。後述のように、端末からサーバを経由して子機に接続されている監視カメラの初期設定を行うため、十分な電波強度があるかを確認する必要があるからである。なお、すべての通信制御装置は、電源投入時は親機／子機にかかわらず、ゲートウェイ２２はイネーブルになっているので、サーバ５とモバイル通信により通信を行うことができる。

次に、親機に接続された監視カメラの設定登録を端末から行う（Ｓ１１４）。端末から設定登録の指令を受けたサーバは、親機との間で監視カメラの設定情報のやりとりを行う（Ｓ１１５）。親機はその設定情報に基づいて監視カメラの初期設定を行う（Ｓ１１６）。
次に、同様に、子機に接続された監視カメラの設定登録を端末から行う（Ｓ１１７）。端末から設定登録の指令を受けたサーバは、子機との間で監視カメラの設定情報のやりとりを行う（Ｓ１１８）。子機はその設定情報に基づいて監視カメラの初期設定を行う（Ｓ１１９）。そして、監視カメラの初期設定が終了すると、端末１２からサーバ５を介して（Ｓ１２０）、初期設定完了コマンドが子機に送られ（Ｓ１２１）、子機のＣＰＵ２４ａは子機のゲートウェイ２２をイネーブルの状態（以下「ＧＷモード」という。）からディセーブルの状態（以下「子機モード」という。）に戻す（Ｓ１２２）。以降定常状態に移行する。

図６は、本発明に係る遠隔監視システムの定常時（異常が発生しない時間）のシーケンスの例を示す図である。
親機は子機から定期的にデータを収集する（Ｓ２０１）。収集のタイミングは初期設定で設定したとおりである。子機に接続された監視カメラは常時監視を続け、（異常が発生しない限り）正常動作信号が子機に送られる（Ｓ２０２）。カメラの正常動作信号はＬＰＷＡ通信により親機に送られる（Ｓ２０３）。すべての子機の正常動作信号は、親機からモバイル通信によってサーバ５に送られ（Ｓ２０４）、サーバ５に蓄積される。

同様に、子機に接続されている太陽電池（不図示）の発電量情報がＬＰＷＡ通信により親機に送られる（Ｓ２０５）。すべての子機の太陽電池の発電量情報は、親機からモバイル通信によってサーバ５に送られ（Ｓ２０６）、サーバ５に蓄積される。
また、同様に、子機に接続されている太陽電池（不図示）の発電量情報がＬＰＷＡ通信により親機に送られる（Ｓ２０５）。すべての子機の太陽電池の発電量情報は、親機からモバイル通信によってサーバ５に送られ（Ｓ２０６）、サーバ５に蓄積される。
さらに、子機に接続されている蓄電池（不図示）の蓄電量情報がＬＰＷＡ通信により親機に送られる（Ｓ２０７）。すべての子機の太陽電池の蓄電量情報は、親機からモバイル通信によってサーバ５に送られ（Ｓ２０８）、サーバ５に蓄積される。

次に、子機のモバイル通信（３Ｇ／ＬＴＥ）の電波強度情報が子機から親機にＬＰＷＡ通信により送られる（Ｓ２０９）。すべての子機の電波強度情報は、親機からモバイル通信によってサーバ５に送られ（Ｓ２１０）、サーバ５に蓄積される。この電波強度情報は、親機の電波強度が所定の値以下になったときに、子機の中から電波強度の強いものを選んで親機に変更する際の参考情報として利用される。
また、親機のモバイル通信の電波強度情報もモバイル通信によりサーバに送られる（Ｓ２１１）。

一方、子機に接続された気象センサからは、気象センサで計測された情報が子機に送られ（Ｓ２１２）、子機はその情報をＬＰＷＡ通信によって親機に送り（Ｓ２１３）、親機はそれらを逐次サーバにモバイル通信によって送信する（Ｓ２１４）。
さらに、親機がおかれた周囲の状況を親機に接続された監視カメラで撮像し、親機はその画像をモバイル通信によってサーバ５にＵＰする（Ｓ２１５）。サーバはその画像を端末に表示する（Ｓ２１６）。
ユーザが端末から閲覧したい情報を要求すると（Ｓ２１７）、サーバは必要な情報を端末の画面に表示する（Ｓ２１８）。また、必要なデータをＣＳＶ形式で要求すると（Ｓ２１９）、サーバは必要なデータをＣＳＶ形式にして端末からダウンロードできるようにする（Ｓ２２０）。

図７は、本発明に係る遠隔監視システムにおける気象異常時のシーケンスの例を示す図である。
気象センサから雨量又は風速異常信号が子機に送信されると（Ｓ３０１）、子機はＬＰＷＡ通信によって気象異常信号を親機にＵＰする（Ｓ３０２）。親機はすべての子機の気象異常信号をサーバにモバイル通信によってＵＰする（Ｓ３０３）。
サーバは、気象異常信号に基づいて気象異常警報を端末に報知する（Ｓ３０４）。

端末で気象異常警報を受信したユーザが、気象異常が発生した監視領域の監視カメラの現在の画像の取得要求（カメラ画像確認要求）をサーバに送ると（Ｓ３０５）、サーバは、カメラ画像確認要求を親機に送り（Ｓ３０６）、親機は、異常信号を配信した子機に対してカメラ画像確認要求をＬＰＷＡ通信により送信する（Ｓ３０７）。
カメラ画像確認要求指令を受信した子機のＣＰＵ２４ａは、ゲートウェイ２２をイネーブルにしてＧＷモードにし、サーバとの間の通信をモバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え（Ｓ３０８）、親機を介さずにモバイル通信によってサーバに現状のカメラ画像を送信できるようにする。

次に、子機は監視カメラに対して現状のカメラ画像の送信を要求し（Ｓ３０９）、要求された監視カメラは現状のカメラ画像を子機に送信する（Ｓ３１０）。
子機はその現状カメラ画像をモバイル通信によって（親機を介さずに）直接サーバにＵＰする（Ｓ３１１）。サーバはその画像を端末に表示し（Ｓ３１２）、画像を見たユーザがカメラ画像の表示を完了すると（Ｓ３１３）、現状のカメラ画像のＵＰ停止指令がサーバから子機にモバイル通信で送られ（Ｓ３１４）、子機が監視カメラに対して現状のカメラ画像の送信停止を指令する（Ｓ３１５）。と同時に、子機のＣＰＵ２４ａは、ゲートウェイ２２をディセーブルにして子機モードに戻す（Ｓ３１６）。子機はその後定常状態に復帰する。

図８は、本発明に係る遠隔監視システムにおける異常イベント発生時のシーケンスの例を示す図である。
監視対象領域に人の侵入や異物の落下等の異常イベントが発生すると、監視カメラは画像認識等によって異常と判断し、子機に対して異常信号を送信する（Ｓ４０１）。監視カメラから異常信号が子機に送信されると、子機はＬＰＷＡ通信によって異常信号を親機にＵＰする（Ｓ４０２）。
と同時に、子機は監視カメラに対して、異常発生の５秒前から発生時までの動画の保存を要求すると共に（Ｓ４０３）、異常発生後６０秒間の動画データの蓄積を要求する（Ｓ４０４）。

子機から異常信号を受信した親機は、異常が発生したすべての子機の異常信号をモバイル通信によりサーバ５にＵＰする（Ｓ４０５）。サーバ５は異常が発生したすべての子機の異常信号に基づく異常警報を端末に報知する（Ｓ４０６）。
端末で異常警報を受信したユーザが、異常イベントが発生した監視領域の監視カメラの画像確認要求をサーバに送ると（Ｓ４０７）、サーバは、カメラ画像確認要求を親機に送り（Ｓ４０８）、親機は、異常信号を配信した子機に対してカメラ画像確認要求をＬＰＷＡ通信により送信する（Ｓ４０９）。
カメラ画像確認要求指令を受信した子機のＣＰＵ２４ａは、ゲートウェイ２２をイネーブルにしてＧＷモードにし、サーバとの間の通信をモバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え（Ｓ４１０）、親機を介さずにモバイル通信によってサーバに現状のカメラ画像を送信できるようにする。

次に、子機は監視カメラに対して現状のカメラ画像の送信を要求し（Ｓ４１１）、要求された監視カメラは現状のカメラ画像を子機に送信する（Ｓ４１２）。
子機はその現状カメラ画像をモバイル通信によって（親機を介さずに）直接サーバにＵＰする（Ｓ４１３）。サーバはその画像を端末に表示する（Ｓ４１４）。
画像を見たユーザがさらに異常発生５秒前から発生時までの動画（以下「異常５秒前からの動画」という。）を要求すると（Ｓ４１５）、サーバは、異常５秒前からの動画要求を子機に対してモバイル通信により行う（Ｓ４１６）。
異常５秒前からの動画要求を受けた子機は監視カメラに対して異常５秒前からの動画要求を行う（Ｓ４１７）。そこで監視カメラは異常５秒前からの動画を子機に送信し（Ｓ４１８）、子機は異常５秒前からの動画をサーバ５にモバイル通信でＵＰする（Ｓ４１９）。
サーバは受信した異常５秒前からの動画を端末に表示する（Ｓ４２０）。

異常５秒前からの動画を見たユーザがさらに異常発生後６０秒間の動画データ（以下「異常後６０秒間の動画」という。）を要求すると（Ｓ４２１）、サーバは、異常後６０秒間の動画要求を子機に対してモバイル通信により行う（Ｓ４２２）。
異常後６０秒間の動画要求を受けた子機は監視カメラに対して異常後６０秒間の動画要求を行う（Ｓ４２３）。そこで監視カメラは異常後６０秒間の動画を子機に送信し（Ｓ４２４）、子機は異常後６０秒間の動画をサーバ５にモバイル通信でＵＰする（Ｓ４２５）。
サーバは受信した異常後６０秒間の動画を端末に表示する（Ｓ４２６）。
カメラ画像の表示を完了すると（Ｓ４２７）、カメラ画像のＵＰ停止指令がサーバから子機にモバイル通信で送られ（Ｓ４２８）、子機が監視カメラに対してカメラ画像の送信停止を要求する（Ｓ４２９）。と同時に、子機のＣＰＵ２４ａは、ゲートウェイ２２をディセーブルにして子機モードに戻す（Ｓ４３０）。子機はその後定常状態に復帰する。

図９は、本発明に係る遠隔監視システムにおけるリレーモードについて説明するための図である。
リレーモードとは、気象条件など万が一、モバイル通信回線の不具合や電波強度低下があった場合でも、ロバストなＬＰＷＡ通信を用いた情報リレーを実現し、近接した異なるグループを経由して、通信可能な親機から異常イベント発生などを漏らさず通知する機能である。

図９において、例えばグループＡの親機１０Ａが悪天候等の理由でモバイル通信の電波強度が低下し、通信ＮＧになった場合、サーバが、同じグループ内の子機１１Ａのうちで一番電波強度の強いものを新たな親機に設定し、元の親機を子機に変更することが可能な場合は問題がないが、同じグループ内にそのような子機が存在しない場合が問題となる。
この場合、親機１０ＡからＬＰＷＡ通信でブロードキャストされた緊急情報は近接する他のグループＢの子機１１Ｂのなかで、送信エリアはかならず重複して被覆して構成されるため、かならず受信できる子機１１Ｂが存在することを利用するものである。

これを利用してＬＰＷＡ通信で（自分が不調であることを）ブロードキャストし、それを受けた近接するグループＢの子機１１Ｂは緊急事態を理解して、たとえば緊急情報を緊急回線として割り当てたチャンネルを使って正常に動作している親機が存在するグループまで情報のリレーを行い、正常に動作している親機（図の場合は親機１０Ｂが正常）を介して緊急情報をサーバ５にＵＰするものである。
それにより、たとえば、集中豪雨などで、たとえある地域でモバイル通信が使えなくても、緊急情報はＬＰＷＡ通信でリレーされ、雨の影響がないたとえば４０ｋｍ遠方の親機からサーバ５にＵＰされるため、ほんの少しの遅延は生ずるが、この仕組みでロバストな長距離ネットワークを構成でき、確実な情報通信が可能となる。

以上で実施形態の説明を終了するが、この発明において、各装置の具体的な構成、処理の内容、データの構成、使用する装置の台数等は、実施形態で説明したものに限るものではない。
例えば、定常状態におけるゲートウェイ機能は、複数ある監視装置の中から選ばれた親機１０が果たしているが、専用のゲートウェイ機器を用いて、それを有線あるいは無線（モバイル通信）でインターネットに接続してもよい。サーバ５は自立型サーバ又はクラウドサーバのいずれでもよい。
また、監視装置の初期設定の際にＱＲコード（登録商標）を読み取ることにより監視装置のＩＤを読み取ったが、ＲＦＩＤタグのようなものでも構わなく、あるいは最初から紐づけしたものをリストにして、それを現場に運んで設置してもよい。
さらに、監視装置の電源は太陽電池の場合で説明したが、これに限らず、交流を直流に変換した電源で、かつ、電源に蓄電池（二次電池）を接続したもので構成してもよい。
また、端末はモバイル端末が好ましいが、有線接続の端末でもよいことは勿論である。

３：基地局、４：ネットワーク回線、５：サーバ、１０：監視装置（親機）、１１：監視装置（子機）、１２：端末、２０：通信制御装置、２１：モバイル通信モジュール、２２：ゲートウェイ、２３：ＬＰＷＡ通信モジュール、２４：制御部、２７：監視カメラ、２８：気象センサ

本発明は、複数台の監視装置と、該監視装置と接続されるゲートウェイ機器と、前記監視装置を制御するアプリケーションが格納されたサーバと、該サーバにアクセスすることにより前記監視装置を制御することが可能なユーザの端末とが、ネットワーク回線を介して相互に通信可能に接続された遠隔監視システムであって、前記ゲートウェイ機器と前記ネットワーク回線との間は有線又は無線で接続され、前記監視装置は、モバイル通信モジュールと特定小電力無線通信モジュールとを内蔵した通信制御装置と、該通信制御装置と接続され、監視領域の画像を取得し、取得された前記画像から異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに前記通信制御装置を介して前記サーバに異常信号を配信することが可能な監視カメラとを備えるとともに、
前記通信制御装置と前記ゲートウェイ機器との間の通信を前記特定小電力無線通信モジュールによる特定小電力無線通信で行い、前記異常信号を前記サーバを介して前記端末で受信した前記ユーザから、前記異常が発生した監視領域の監視カメラの画像蓄積データの取得要求を前記サーバが受けると、
前記サーバは、前記異常信号を配信した前記通信制御装置に対して前記画像蓄積データの取得要求指令を送信し、
該取得要求指令を受信した前記通信制御装置は、前記サーバとの間の通信を前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え、前記モバイル通信によって前記ネットワーク回線を介して前記サーバに前記画像蓄積データを送信することを特徴とする。

また、本発明は、複数台の監視装置と、前記監視装置を制御するアプリケーションが格納されたサーバと、該サーバにアクセスすることにより前記監視装置を制御することが可能なユーザの端末とが、ネットワーク回線を介して相互に通信可能に接続された遠隔監視システムであって、
前記監視装置は、ゲートウェイとモバイル通信モジュールと特定小電力無線通信モジュールとを内蔵した通信制御装置と、該通信制御装置と接続され、監視領域の画像を取得し、取得された前記画像から異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに前記通信制御装置を介して前記サーバに異常信号を配信することが可能な監視カメラとを備え、
前記複数ある監視装置のうちの１台を所定の条件に基づいて選択し、該選択された監視装置の通信制御装置のゲートウェイをイネーブル化して親機となし、他の全ての監視装置を子機となすとともに、
前記子機と前記親機との間の通信を前記特定小電力無線通信モジュールによる特定小電力無線通信で行い、かつ、前記親機と前記ネットワーク回線との間はモバイル通信で行い、
前記異常信号を前記サーバを介して前記端末で受信した前記ユーザから、前記異常が発生した監視領域の監視カメラの画像蓄積データの取得要求を前記サーバが受けると、
前記サーバは、前記異常信号を配信した前記通信制御装置に対して前記画像蓄積データの取得要求指令を送信し、
該取得要求指令を受信した前記通信制御装置は、前記サーバとの間の通信を前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え、前記モバイル通信によって前記ネットワーク回線を介して前記サーバに前記画像蓄積データを送信することを特徴とする。

監視カメラ２７からの異常信号を親機１０からサーバ５を介して端末１２で受信したユーザから、異常が発生した監視領域の監視カメラの画像蓄積データの取得要求をサーバ５が受けると、サーバ５は、異常信号を配信した通信制御装置２０に対して画像蓄積データの取得要求指令を送信し、取得要求指令を受信した通信制御装置２０は、サーバ５との間の通信をモバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換えるべくゲートウェイ２２をイネーブルにし、親機１０を介さずにモバイル通信によってインターネット４を介してサーバ５に画像蓄積データを送信する。以下、このシーケンスについて説明する。

Claims (9)

1. 複数台の監視装置と、該監視装置と接続されるゲートウェイ機器と、前記監視装置を制御するアプリケーションが格納されたサーバと、該サーバにアクセスすることにより前記監視装置を制御することが可能なユーザの端末とが、ネットワーク回線を介して相互に通信可能に接続された遠隔監視システムであって、
   前記ゲートウェイ機器と前記ネットワーク回線との間は有線又は無線で接続され、
   前記監視装置は、モバイル通信モジュールと特定小電力無線通信モジュールとを内蔵した通信制御装置と、該通信制御装置と接続され、監視領域の画像を取得し、取得された前記画像から異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに前記通信制御装置を介して前記サーバに異常信号を配信することが可能な監視カメラとを備えるとともに、
   前記通信制御装置と前記ゲートウェイ機器との間の通信を前記特定小電力無線通信モジュールによる特定小電力無線通信で行い、前記異常信号を前記サーバを介して前記端末で受信した前記ユーザから、前記異常が発生した監視領域の監視カメラの画像蓄積データの取得要求を前記サーバが受けると、
   前記サーバは、前記異常信号を配信した前記通信制御装置に対して前記画像蓄積データの取得要求指令を送信し、
   該取得要求指令を受信した前記通信制御装置は、前記サーバとの間の通信を前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え、前記ゲートウェイ機器を介さずに前記モバイル通信によって前記ネットワーク回線を介して前記サーバに前記画像蓄積データ情報を送信することを特徴とする遠隔監視システム。
2. 複数台の監視装置と、前記監視装置を制御するアプリケーションが格納されたサーバと、該サーバにアクセスすることにより前記監視装置を制御することが可能なユーザの端末とが、ネットワーク回線を介して相互に通信可能に接続された遠隔監視システムであって、
   前記監視装置は、ゲートウェイとモバイル通信モジュールと特定小電力無線通信モジュールとを内蔵した通信制御装置と、該通信制御装置と接続され、監視領域の画像を取得し、取得された前記画像から異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに前記通信制御装置を介して前記サーバに異常信号を配信することが可能な監視カメラとを備え、
   前記複数ある監視装置のうちの１台を所定の条件に基づいて選択し、該選択された監視装置の通信制御装置のゲートウェイをイネーブル化して親機となし、他の全ての監視装置を子機となすとともに、
   前記子機と前記親機との間の通信を前記特定小電力無線通信モジュールによる特定小電力無線通信で行い、かつ、前記親機と前記ネットワーク回線との間はモバイル通信で行い、
   前記異常信号を前記サーバを介して前記端末で受信した前記ユーザから、前記異常が発生した監視領域の監視カメラの画像蓄積データの取得要求を前記サーバが受けると、
   前記サーバは、前記異常信号を配信した前記通信制御装置に対して前記画像蓄積データの取得要求指令を送信し、
   該取得要求指令を受信した前記通信制御装置は、前記サーバとの間の通信を前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え、前記親機を介さずに前記モバイル通信によって前記ネットワーク回線を介して前記サーバに前記画像蓄積データ情報を送信することを特徴とする遠隔監視システム。
3. さらに、前記監視装置が、前記監視領域の気象データを取得し、取得された前記気象データから異常発生の有無を検知し、異常を検知したときに前記通信制御装置を介して前記サーバに異常信号を配信することが可能な気象センサを備え、
   前記異常信号を前記サーバを介して前記端末で受信した前記ユーザから、前記異常が発生した監視領域の監視カメラの現在の画像の取得要求を前記サーバが受けると、
   前記サーバは、前記異常信号を配信した前記通信制御装置に対して前記現在の画像の取得要求指令を送信し、
   該取得要求指令を受信した前記通信制御装置は、前記サーバとの間の通信を前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信に切り換え、前記親機を介さずに前記モバイル通信によって前記ネットワーク回線を介して前記サーバに前記現在の画像を送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の遠隔監視システム。
4. 前記通信制御装置が、モバイル通信の電波強度を計測する電波強度計測手段を備え、該電波強度計測手段で計測された電波強度を前記サーバに送信するとともに、
   前記サーバが、前記親機の電波強度が所定の値以下となった時に、前記子機のうちで一番電波強度の強いものを親機に設定し、元の親機を子機に変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の遠隔監視システム。
5. 前記通信制御装置が、電源オン時においては、前記モバイル通信モジュールによるモバイル通信によって前記サーバと通信を行い、前記端末によって前記監視カメラの設定を行うことを可能とする初期設定モードを備えていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の遠隔監視システム。
6. １台の親機と、該親機に紐づけされ、前記親機との間で特定小電力無線通信を行う複数の子機から成るグループが複数存在する請求項４又は５に記載の遠隔監視システムであって
   前記一のグループ内のすべての監視装置のモバイル通信電波強度が所定の値以下になった時に、当該グループの親機から緊急通信用に予め設定された前記特定小電力通信用の共通チャネルを介して他のグループに緊急事態信号をブロードキャストするとともに、
   前記緊急事態信号を受信した近隣のグループの子機から、該子機が紐づけられている親機を介して前記サーバとモバイル通信を行うことを特徴とする遠隔監視システム。
7. 前記監視装置の電源が太陽電池である請求項１乃至６のいずれかに記載の遠隔監視システム。
8. 前記監視装置の電源が交流を直流に変換した電源であり、かつ、前記電源に蓄電池（二次電池）を接続したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の遠隔監視システム。
9. 前記端末がモバイル端末であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の遠隔監視システム。