JP2023149944A - 電池残量不足の検出システム及び無線装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡素な構成で電池の残量不足による交換時期を知ることができる電池残量不足の検出システム及び無線装置を提供する。【解決手段】電池残量不足の検出システム1は、無線機器11と、残量不足検出部25と、報知部38とを備える。無線機器11は、冷蔵庫100内に配置され、電池Bからの給電で駆動する。残量不足検出部25は、電池Bの残量不足を検出する。報知部38は、残量不足検出部25で検出された残量不足をユーザーに報知する。無線機器11は、給電が中断の後に再開された際、残量不足検出部25に再開信号を送信する。残量不足検出部25は、無線機器11からの再開信号を所定期間で所定回数以上受信した際、電池Bが残量不足であることを検出する。【選択図】図4

Description

本発明は、電池残量不足の検出システム及び無線装置に関する。
特許文献1に記載の物品トレイは、物品ホルダと、物品センサと、通信部とを備える。物品ホルダは、物品を保持する。物品センサは、物品ホルダに保持される物品の状態を表す物品情報を検出する。通信部は、物品トレイが収納された保管庫のドアにおける開閉に基づいて、物品情報を送信する。
特許文献1の段落[0042]には、物品トレイは電池残量検出部を備えてもよいことが記載されている。電池残量検出部は、物品トレイの電池の残量を検出する。電池残量検出部で検出された電池の残量についての情報は、物品トレイから送信される。従って、電池残量検出部を備える物品トレイは、電池残量不足の検出システムでもある。
特開2020-180739号公報
特許文献1に記載の物品トレイは、電池の残量不足による交換時期を知るために、電池の残量自体を検出する電池残量検出部が必要になるので、構成が簡素ではなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で電池の残量不足による交換時期を知ることができる、電池残量不足の検出システム及び無線装置を提供することを目的とする。
本発明の一局面によれば、電池残量不足の検出システムは、無線機器と、残量不足検出部と、報知部とを備える。前記無線機器は、物品を冷却する保管庫内に配置され、電池からの給電で駆動する。前記残量不足検出部は、前記電池の残量不足を検出する。前記報知部は、前記残量不足検出部で検出された前記残量不足をユーザーに報知する。前記無線機器は、前記給電が中断の後に再開された際、前記残量不足検出部に信号を送信する。前記残量不足検出部は、前記無線機器からの前記信号を所定期間で所定回数以上受信した際、前記電池が残量不足であることを検出する。
本発明の他の一局面によれば、無線装置は、無線機器を備える。前記無線機器は、物品を冷却する保管庫内に配置された電池からの給電で駆動する。前記無線機器は、前記給電が中断の後に再開された際、残量不足検出部に信号を送信する。前記無線装置は、前記残量不足検出部が前記無線機器からの前記信号を所定期間で所定回数以上受信した際、前記残量不足検出部に前記電池が残量不足であることを検出させる。
本発明の電池残量不足の検出システム及び無線装置によれば、簡素な構成で電池の残量不足による交換時期を知ることができる。
一般的な電池が0℃,5℃及び10℃で使用された各場合の放電電流に対する放電容量の変化を示すグラフである。 一般的な電池が0℃,5℃及び10℃で使用された各場合の放電時間に対する電圧の変化を示すグラフである。 図2の限界電圧付近を拡大したグラフである。 電池残量不足の検出システムの概略を模式的に示す図である。 無線機器を有する無線装置を詳細に示したブロック図である。 サーバーを詳細に示したブロック図である。 図6に示したサーバーの変形例である。 携帯通信端末を詳細に示したブロック図である。 ユーザーによる報知の停止指示により報知を停止する場合のフローチャートである。 報知部が電池交換検出部からの電池交換信号の受信により報知を停止する場合のフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
まず、図1から図3を参照して、本発明の基本原理を説明する。図1は、一般的な電池が0℃,5℃及び10℃で使用された各場合の放電電流に対する放電容量の変化を示すグラフである。図2は、一般的な電池が0℃,5℃及び10℃で使用された各場合の放電時間に対する電圧の変化を示すグラフである。図3は、図2の限界電圧付近を拡大したグラフである。
図1に示されるように、一般的に、電池は、終止電圧が一定の場合、使用される温度が低いほど放電容量が小さく、使用される温度が高いほど放電容量が大きい。図1に示される具体例では、使用される温度が10℃の電池よりも、使用される温度が5℃の電池の方が、同一の放電電流において放電容量が小さい。同様に、使用される温度が5℃の電池よりも、使用される温度が0℃の電池の方が、同一の放電電流において放電容量が小さい。従って、電池の放電容量、つまり電池に蓄えられる電気量は、電池の使用される温度に依存する。
図2に示されるように、一般的に、電池は、放電抵抗が一定の場合、使用される温度が低いほど電圧が小さく、使用される温度が高いほど電圧が大きい。図2に示される具体例では、使用される温度が10℃の電池よりも、使用される温度が5℃の電池の方が、同一の放電時間において電圧が小さい。同様に、使用される温度が5℃の電池よりも、使用される温度が0℃の電池の方が、同一の放電時間において電圧が小さい。従って、電池の電圧も、電池の使用される温度に依存する。
図2の限界電圧(後述する無線機器11が動作可能な最低電圧。本実施形態では2.7V)付近を拡大した図3に示されるように、例えば、5℃で使用されている電池の電圧が限界電圧未満になっても(図3のT1参照)、電池の使用される温度が5℃から10℃に上昇すれば、電圧が限界電圧以上になる場合もある(図3のT2参照)。すなわち、電池は、使用されている温度が上昇すれば、電池切れの状態から回復する場合もある。しかしながら、電池が10℃で使用されても暫くすると、電池の電圧が限界電圧未満、つまり再び電池切れの状態になる(図3のT3参照)。従って、電池は、使用される温度が上昇することにより電池切れの状態から回復しても、残量不足であることに変わりない。
本発明では、基本原理として、電池の使用される温度の上昇により電池切れの状態から回復したことを、電池の残量不足を検出するためのトリガーとする。そして、電池の使用される温度が上昇する場所を、物品を冷却する保管庫内とする。物品を冷却する保管庫内では、ユーザーによる物品の確認、交換、補充、又は、取出し等の際、保管庫外と通じるので、温度が上昇し得る。
次に、図4を参照して、本発明の実施形態に係る電池残量不足の検出システム1の概略を説明する。図4は、電池残量不足の検出システム1の概略を模式的に示す図である。
図4に示されるように、電池残量不足の検出システム1は、無線機器11と、サーバー20と、携帯通信端末30とを備える。無線機器11、サーバー20及び携帯通信端末30は、ネットワーク40を介して接続される。ネットワーク40は、例えば、無線通信が可能なネットワークである。無線通信が可能なネットワークは、例えば、インターネット、無線LAN(Local Area Network)、公衆電話網、及び、近距離無線通信を含む。近距離無線通信は、例えば、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、又は、Wi-Fi(登録商標)による通信規格に準じた通信である。なお、ネットワーク40は、有線LAN等の有線通信でもよい。
無線機器11は、電池Bからの給電で駆動する。電池Bは、無線機器11とともに冷蔵庫100内(物品を冷却する保管庫内の一例)に配置される。冷蔵庫100は、開閉式のドア101を有する。無線機器11は、電池Bの給電が中断された後に再開された際、信号(以下、再開信号)をサーバー20に送信する。無線機器11は、例えば、BLE[Bluetooth(登録商標) Low Energy]でビーコンをブロードキャストする通信装置である。なお、図示は省略するが、無線機器11とサーバー20との間の通信を中継する中継装置(例えば、ゲートウェイ装置)が存在してもよい。中継装置は、無線機器11が発するビーコン等を受信し、受信したビーコン等に含まれる情報を、ネットワーク40を介してサーバー20へ送信する。
サーバー20は、無線機器11に給電する電池Bの残量不足を検出する。サーバー20は、サーバー側通信部21と、サーバー側制御部22と、サーバー側記憶部23とを有する。
サーバー側通信部21は、インターフェース等であって、ネットワーク40を介して無線機器11及び携帯通信端末30と通信する。サーバー側通信部21は、例えば、所定の通信プロトコルに従って通信を行うネットワークインターフェースコントローラー(NIC)を含む。所定の通信プロトコルは、例えば、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)プロトコル・スイート(つまり、インターネット・プロトコル・スイート)である。
サーバー側制御部22は、残量不足検出部25を有する。残量不足検出部25は、無線機器11からの再開信号を所定期間で所定回数以上受信した際、電池Bが残量不足であることを検出する。サーバー側制御部22は、CPU(Central Processing Unit)、又は、MPU(Micro Processing Unit)のようなプロセッサーを含む。サーバー側制御部22は、サーバー側記憶部23に格納されているコンピュータープログラムに従って、情報処理を実行する。
サーバー側記憶部23は、記憶装置を含み、コンピュータープログラム及びデータを記憶する。サーバー側記憶部23が記憶するコンピュータープログラムは、サーバー側制御部22が情報処理を実行するのに使用される。サーバー側記憶部23が記憶するデータは、残量不足検出部25によって電池Bが残量不足であることを検出するための条件、つまり所定期間及び所定回数である。サーバー側記憶部23は、例えば、半導体メモリーのような主記憶装置と、半導体メモリー、ソリッドステートドライブ、及び、ハードディスクドライブのような補助記憶装置とを含む。サーバー側記憶部23は、リムーバブルメディアを含んでいてもよい。
携帯通信端末30は、例えば、ユーザーが携帯可能な情報通信端末(スマートフォン又はタブレット等)である。携帯通信端末30は、サーバー20に登録されている。携帯通信端末30は、端末側通信部31と、端末側制御部32と、端末側記憶部33と、報知部38とを有する。端末側通信部31、端末側制御部32、及び、端末側記憶部33として用いられる各ハードウェアは、サーバー側通信部21、サーバー側制御部22、及び、サーバー側記憶部23として用いられる各ハードウェアと同様に、携帯通信端末30を制御するとともに外部と通信を行う。報知部38は、残量不足検出部25が検出した電池Bの残量不足を、ユーザーに報知する。
以下、図5から図8を参照して、電池残量不足の検出システム1を構成する、無線機器11、サーバー20及び携帯通信端末30を詳細に説明する。図5は、無線機器11を有する無線装置10を詳細に示したブロック図である。図6は、サーバー20を詳細に示したブロック図である。図7は、図6に示したサーバー20の変形例である。図8は、携帯通信端末30を詳細に示したブロック図である。
図5に示されるように、無線機器11は、冷蔵庫100内に配置された無線装置10の一部である。無線装置10は、無線機器11及び電池Bに加えて、庫内側制御部12と、庫内側記憶部13と、センサ17と、発光部18とを有する。庫内側制御部12及び庫内側記憶部13として用いられる各ハードウェアは、サーバー側制御部22及びサーバー側記憶部23として用いられる各ハードウェアと同様に、無線装置10を制御する。庫内側制御部12、庫内側記憶部13、センサ17、及び、電池Bは、物品管理部19を構成する。物品管理部19は、例えば、冷蔵庫100内の無線装置10に収容又は載置された所定の物品(容器入りの飲料等)についての情報を、無線機器11を介してサーバー20に送信する。従って、物品管理部19は、例えば、所定の物品を保持する物品トレイ(不図示)を有する。電池Bは、使用される温度が上昇することで、電圧が限界電圧未満から限界電圧以上になり得るものであれば、特に限定されない。電池Bは、例えば、乾電池である。図5に示す構成においても、無線機器11は、電池Bからの給電で駆動する。
無線装置10は、発光部18を有してもよい。発光部18は、LED(Light Emitting Diode)素子のような発光素子を含む。発光部18は、報知部38として機能してもよい。報知部38として機能する発光部18は、電池Bの残量不足をサーバー20が検出すると、点灯又は点滅する。点滅するインターバル、つまり、点灯がOFFになってから再びONになるまでの時間は、例えば、1~10秒(好ましくは4~6秒)の任意の時間である。
発光部18以外にも、冷蔵庫100のスピーカ、庫内灯、又は、冷蔵庫100の表示画面(いずれも不図示)を報知部38として機能させてもよい。冷蔵庫100のスピーカが報知部38として機能する場合、電池Bの残量不足をサーバー20が検出すると、冷蔵庫100のスピーカは、発声又はアラーム音の発生により報知する。庫内灯が報知部38として機能する場合、電池Bの残量不足をサーバー20が検出すると、庫内灯は、点灯又は点滅する。冷蔵庫100の表示画面が報知部38として機能する場合、電池Bの残量不足をサーバー20が検出すると、冷蔵庫100の表示画面は、報知の情報(テキストメッセージ等)を表示する。
図6に示されるように、サーバー20のサーバー側制御部22は、残量不足検出部25に加えて、再開信号取得部24と、条件取得部26とを有してもよい。再開信号取得部24は、サーバー側通信部21を介して、無線機器11から再開信号を取得する。条件取得部26は、サーバー側記憶部23から、電池Bの残量不足を検出する条件、つまり所定期間及び所定回数を取得する。所定期間及び所定回数には、残量不足検出部25が電池Bの交換を電池Bの残量不足と誤検出しない値が設定される。このため、所定期間は、冷蔵庫100内で使用される電池Bの寿命(限界電圧未満になるまでの放電時間)に所定回数を乗じた値よりも遥かに短い期間である。具体的な所定期間及び所定回数は、例えば、1~2日及び2~3回(好ましくは1日及び2回)である。この好ましい値が設定された場合、残量不足検出部25は、再開信号取得部24が取得した再開信号が1日で2回以上であれば、電池Bの残量不足を検出する。再開信号取得部24が取得した再開信号が1日で1回である場合、電池Bが交換されたと推測されるため、残量不足検出部25は電池Bの残量不足を検出しない。残量不足検出部25は、電池Bが残量不足であることを検出した際、電池Bの残量不足を報知する信号(以下、残量不足信号)を報知部38に送信する。
図7に示されるように、サーバー20のサーバー側制御部22は、残量不足検出部25、再開信号取得部24及び条件取得部26に加えて、電池交換検出部27を有してもよい。電池交換検出部27は、無線装置10の電池Bが交換されたことを検出する。電池交換検出部27は、例えば、無線機器11から受信した再開信号が所定期間で所定回数未満の際、電池Bが交換されたと判定する。電池交換検出部27は、電池Bが交換されたと判定した際、つまり電池Bが交換されたことを検出した際、電池Bの交換を知らせる信号(以下、電池交換信号)を報知部38に送信する。
図8に示されるように、携帯通信端末30の報知部38は、スピーカ38a、表示画面38b、及び、振動部38cを有する。携帯通信端末30の報知部38による報知の方法は、例えば、スピーカ38aによる発声又はアラーム音の発生、表示画面38bによる報知の情報(テキストメッセージ等)の表示、及び、振動部38cによる振動のうち、少なくともいずれか1つである。報知部38による報知の停止は、例えば、予め設定された時間の経過、ユーザーによる報知の停止指示、又は、電池交換検出部27からの電池交換信号の受信により実行される。携帯通信端末30の報知部38による報知及び報知の停止は、端末側記憶部33にインストールされたソフトウェア(アプリケーション)に基づいて実行される。
以下、図9及び図10を参照して、電池残量不足の検出システム1が実行する処理を説明する。図9は、ユーザーによる報知の停止指示により報知を停止する場合のフローチャートである。図10は、報知部38が電池交換検出部27からの電池交換信号の受信により報知を停止する場合のフローチャートである。
図9に示される処理は、無線装置10の処理であるステップS10と、サーバー20の処理であるステップS20~ステップS22と、携帯通信端末30の処理であるステップS30~ステップS33とを含む。
まず、冷蔵庫100内に配置された電池Bの電圧が限界電圧未満になれば、電池Bからの給電が中断される。ここで、冷蔵庫100のドア101が開けられることにより、電池Bの使用される温度が上昇すれば、電池Bの電圧が限界電圧以上となる場合がある。この場合、電池Bからの給電が中断の後に再開されることになる。そして、図9に示されるように、ステップS10において、無線装置10は、電池Bからの給電が中断の後に再開される度に、再開信号をサーバー20に送信する。再開信号とは、無線装置10に電源が投入されたときに送信される信号であり、センサ17によって検知される物品についての情報に基づく信号とは異なる信号である。なお、再開信号には、物品の情報に基づく信号が含まれていてもよい。
ステップS20において、サーバー20は、無線装置10からの再開信号をサーバー側通信部21で受信する。図示及び説明は省略するが、サーバー20は、再開信号以外にも、無線装置10が送信する冷蔵庫100内の所定の物品についての情報等も受信する。ステップS21において、サーバー20は、受信した再開信号が所定期間で所定回数以上か否かを判定する。ステップS21において、肯定的判定(Yes)がされる場合、ステップS22に進む。一方、ステップS21において、否定的判定(No)がされる場合、ステップS20に戻る。ステップS22において、サーバー20は、残量不足信号を携帯通信端末30に送信する。
冷蔵庫100内に配置された電池Bの電圧が限界電圧付近である場合は、電池Bの使用される温度が上昇すれば、電池Bの電圧が限界電圧以上となり、無線装置10が動作を再開する。従って、冷蔵庫100のドア101が開けられたり、無線装置10が冷蔵庫100から外に出される等で、無線装置10内の電池Bの温度が上昇して電圧が限界電圧以上となる毎に、無線装置10が動作を再開し、冷蔵庫100のドア101が閉められたり、無線装置10が再び冷蔵庫100内に収容される等で無線装置10内の電池Bの温度が低下すると、無線装置10の動作が中断する。すなわち、無線装置10は、冷蔵庫100のドア101の開閉等によって、比較的短期間に複数回動作の中断及び再開を繰り返すことになる。本実施形態では、この再開動作の繰返し頻度に着目して、電池Bの残量不足を検知する。
ステップS30において、携帯通信端末30は、サーバー20からの残量不足信号を端末側通信部31で受信する。ステップS31において、携帯通信端末30は、報知部38により電池Bの残量不足をユーザーに報知する。ステップS32において、携帯通信端末30は、ユーザーから報知の停止指示を受信したか否かを判定する。ステップS32において、肯定的判定(Yes)がされる場合、ステップS33に進む。一方、ステップS32において、否定的判定(No)がされる場合、ステップS32が繰り返される。ステップS33において、携帯通信端末30は、報知の停止を実行する。
以上、図1~図6,図8及び図9を参照して説明したように、本実施形態によれば、再開信号に基づいて電池Bの残量不足が検出されるので、電池Bの残量自体を検出する必要が無く、構成を簡素にすることができる。
一方、図10に示される処理は、図9に示される処理と比べて、さらにステップS23及びステップS24を含み、ステップS32の代わりにステップS32aを含む。以下、図10に示される処理について、図9に示される処理と異なるステップについて説明し、図9に示される処理と重複するステップについての説明は割愛する。
ステップS21において、否定的判定(No)がされる場合、ステップS23に進む。ステップS23において、サーバー20は、電池Bが交換されたか否かを判定する。例えば、サーバー20は、再開信号の受信が所定期間で所定回数未満である場合に電池Bが交換されたと判定する。ステップS23において、肯定的判定(Yes)がされる場合、ステップS24に進む。一方、ステップS23において、否定的判定(No)がされる場合、ステップS20に戻る。ステップS24において、サーバー20は、電池交換信号を携帯通信端末30に送信する。
ステップS32aにおいて、携帯通信端末30は、電池交換信号を受信したか否かを判定する。ステップS32aにおいて、肯定的判定(Yes)がされる場合、ステップS33に進む。一方、ステップS32aにおいて、否定的判定(No)がされる場合、ステップS32aが繰り返される。
以上、図1~図5,図7,図8及び図10を参照して説明したように、本実施形態によれば、構成を簡素にすることができる上に、電池Bの交換によって報知が停止されるので、残量不足の電池Bの交換漏れを防ぐことができる。
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
図4を参照して説明したように、本実施形態において、物品を冷却する保管庫の一例を冷蔵庫100とした。但し、冷蔵庫100の代わりに、冷凍庫、又は、冷蔵倉庫等、物品を冷却する保管庫であればよい。
図4を参照して説明したように、本実施形態において、サーバー20のサーバー側制御部22が残量不足検出部25を有するとした。但し、携帯通信端末30の端末側制御部32、又は、無線装置10の庫内側制御部12が、残量不足検出部25を有するようにしてもよい。
本発明は、電池残量不足の検出システムの分野に利用可能である。
B 電池
1 電池残量不足の検出システム
10 無線装置
11 無線機器
12 庫内側制御部
13 庫内側記憶部
17 センサ
18 発光部
19 物品管理部
21 サーバー側通信部
22 サーバー側制御部
23 サーバー側記憶部
24 再開信号取得部
25 残量不足検出部
26 条件取得部
27 電池交換検出部
30 携帯通信端末
31 端末側通信部
32 端末側制御部
33 端末側記憶部
38 報知部
38a スピーカ
38b 表示画面
38c 振動部
40 ネットワーク
100 冷蔵庫
101 ドア

Claims (4)

  1. 物品を冷却する保管庫内に配置された、電池からの給電で駆動する無線機器と、
    前記電池の残量不足を検出する残量不足検出部と、
    前記残量不足検出部で検出された前記残量不足をユーザーに報知する報知部と
    を備え、
    前記無線機器は、前記給電が中断の後に再開された際、前記残量不足検出部に信号を送信し、
    前記残量不足検出部は、前記無線機器からの前記信号を所定期間で所定回数以上受信した際、前記電池が残量不足であることを検出する、電池残量不足の検出システム。
  2. 前記残量不足検出部は、予め登録された携帯通信端末に、前記電池が残量不足である情報を送信する、請求項1に記載の電池残量不足の検出システム。
  3. 前記無線機器を有する無線装置をさらに備え、
    前記無線装置は、前記保管庫に設けられ、
    前記無線装置は、前記報知部を有する、請求項1又は請求項2に記載の電池残量不足の検出システム。
  4. 物品を冷却する保管庫内に配置された、電池からの給電で駆動する無線機器を備え、
    前記無線機器は、前記給電が中断の後に再開された際、残量不足検出部に信号を送信し、
    前記残量不足検出部が前記無線機器からの前記信号を所定期間で所定回数以上受信した際、前記残量不足検出部に前記電池が残量不足であることを検出させる、無線装置。
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