JP3239375U - 小型無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給としてコンセントを必要とせず、消費する電力を可能な限り抑えることが可能なクラウドコンピュータと通信する無線通信装置を提供する。【解決手段】持ち運び可能で、外力に対する所定の耐性を有する外装で密閉された小型無線通信装置１００であって、物理的な動きを検知するデバイス４０と、デバイス４０による検知があった際に、無線を介して所定のクラウドコンピュータ９０に通知する無線通信部３０と、電力供給を行う電池６０と、を備え、デバイス４０による検知があるまで、スリープモードで待機する。【選択図】図１

Description

本考案は、小型の無線通信装置に関し、詳しくは、IoT(Internet of Things)機器に関する無線通信装置である。

全てのモノがインターネットに接続されるＩｏＴの普及に伴い、様々な機器が提案されている。例えば、非特許文献１にように、現場にネットワークカメラやセンサを取り付けて、ゲートウェイが所定のコンピュータと通信することが知られている。

ｂｕｓｓｉｎｅｓs ｎｅｔｗｏｒｋ.ｊｐ編集部，"ＮＴＴ東がサポート付きの中堅中小向けIoTパッケージ――第1弾は農業向け"，２０１７年１２月１８日，＜ＵＲＬ：https://businessnetwork.jp/Detail/tabid/65/artid/5836/Default.aspx＞

しかしながら、このように現場に設置されるゲートウェイは、電源供給のためのコンセント接続が必要であり、ゲートウェイの設置場所がコンセントが有る所に限定されてしまう。加えて、接続されるセンサが、ちょっとした動きを検知し、通知するだけであれば、ゲートウェイが消費する電力をもっと抑えられることが可能ではないかと考えた。

加えて、鳥獣等の動きを検知する際に、鳥獣等が衝突して、破壊されてしまう可能性がある。この課題を解決する無線通信装置が求められている。
さらに、この無線通信装置の操作に慣れないユーザであっても、簡単な操作で、設置が可能であり、どこに設置したかを、自動的に通知する仕組みが求められている。本考案は、上記の課題を解決する小型無線通信装置を提供することを目的とする。

（１） 持ち運び可能で、外力に対する所定の耐性を有する外装で密閉された小型無線通信装置であって、
物理的な動きを検知するデバイスと、
前記デバイスによる検知があった際に、無線を介して所定のクラウドコンピュータに通知する無線通信部と、
当該小型無線通信装置に電力供給を行う電池と、を備え、
前記デバイスによる検知があるまで、スリープモードで待機する小型無線通信装置。

（２） 前記デバイスが、赤外線センサであって、
外部からの操作で電源のオン・オフを行うための電源スイッチと、
前記電池から電源供給されたＧＰＳモジュールと、を備え、
前記電源スイッチがオンになったことに応じて、前記ＧＰＳモジュールが現在位置の情報を、前記無線通信部を介して前記所定のコンピュータに通知する（１）に記載の小型無線通信装置。

本考案によれば、電力供給としてコンセントを必要とせず、消費する電力を抑えることが可能であり、加えて、鳥獣等が衝突して、破壊されることがなく、操作に慣れないユーザであっても、簡単な操作で、設置が可能であり、どこに設置したかを、自動的に通知することが可能である。

本考案の実施形態に係る小型無線通信装置１００の斜視図である。 本考案の実施形態に係る小型無線通信装置１００の機能ブロック図である。 本考案の実施形態に係る小型無線通信装置１００が実行するフローチャート図（赤外線センサ等）である。 本考案の実施形態に係る小型無線通信装置１００が実行するフローチャート図（マグネットセンサ等）である。 本考案の実施形態に係る小型無線通信装置１００の斜視図である。 本考案の実施形態に係る小型無線通信装置１００の斜視図（トリガー外れ）である。

本考案の実施形態に係る小型無線通信装置１００について説明する。なお、以下の説明において、同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する

図１は、小型無線通信装置１００の斜視図である。小型無線通信装置１００は、持ち運び可能な筐体の外装を備え、大きさは、約３ｃｍ～１５ｃｍ程度であることが望ましい。小型無線通信装置１００は、無線通信を行うアンテナ３３と、外部からの操作で電源のオン・オフを行うための電源スイッチ６５と、本装置周辺の物理的な動きを検知するデバイス４５（例えば、赤外線デバイス、水道メータの流量センサ、電気・ガス等の流量センタ、後述するマグネットセンサー等）とを備える。

小型無線通信装置１００は、外力に対する所定の耐性を有し、外装の素材は、アルミニウム合金、防水防塵アルミダイキャスト、鉄、ステンレス、スチール等であり、ネジ止めされ完全に密封され、耐水性も有することが望ましい。加えて、デバイス４５及び電源スイッチ６５も、外部に突出する部分は、外力に対して、破壊されない耐性のある素材で構成される。

図２に示すように、小型無線通信装置１００は、無線通信で基地局８０を介して、インターネットに接続し、クラウドコンピュータ９０に接続する。クラウドコンピュータ９０は、インターネットを介して、ユーザ端末５に接続する。この小型無線通信装置１００、クラウドコンピュータ９０、ユーザ端末５が相互に通信可能に接続されたシステムを、IoT無線通信システム１とする。この通信接続により、無線通信装置１００がデバイスから取得したデータを、クラウドコンピュータ９０に送信し、ユーザ端末５がクラウドコンピュータ９０にアクセスすることで、当該データを出力する。逆に、ユーザ端末５から所定のデータやプログラム、更新データ等を、クラウドコンピュータ９０から小型無線通信装置１００に送信する。

小型無線通信装置１００は、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）やメモリを備える制御部１０と、赤外線センサ等のデバイス部４０と、自身の現在位置を計測するＧＰＳ（Global Positioning System）部５０と、ＲＴＣ（Real Time Clock）部２０、無線通信部３０、電池６０、電源スイッチ６５を備える。

無線通信部４０は、LoRaWAN、WiFi、LTE、Cellularネットワーク等の無線規格を利用した通信であってよい。電池は、一次電池であってよい。ここで本電池は、通常のリチウム電池ではなく、耐久性が高い電池であることが望ましい。

電源スイッチ６５は、図１に示す突起部を外部から押すことで、電源スイッチONとなり、電池６０の通電が開始される。

次に、図３に基づいて、小型無線通信装置１００が実行するデータ処理について説明する。最初に、ユーザは、小型無線通信装置１００を所定の場所に設置する。例えば、猪等の獣検知に使用する場合は、農地付近や森林等の所定の場所であったり、水道や電気の使用量を検知する場合は、所定のメータの近傍に設置する。

そして、小型無線通信装置１００の設置が終わった状態で、ユーザは電源スイッチ６５の突起部を押すことで、電池６０から、本装置に通電が開始される。小型無線通信装置１００は、電源スイッチONを検知する（ステップＳ０１：「ＹＥＳ」）と、通電を開始する（ステップＳ０２）。

通電が開始されると、制御部１０は、無線通信部３０を介して、テストシグナルの送信をクラウドコンピュータ３０に行う（ステップＳ０３）。これで、所定の通信ネットワーク（LoRaWAN、WiFi等）に接続が完了した場合は、このテストシグナルに対する応答をクラウドコンピュータ１０から受信する（ステップＳ０４：「ＹＥＳ」）。応答シグナルを受信した場合には、ステップＳ０７に処理を移す。応答シグナルを受信しない場合（ステップＳ０４：「ＮＯ」）には、ステップＳ０５に処理を移す。

ステップＳ０５にて、制御部１０は、図２にて図示しなかったLEDライトで赤を点滅する。LEDライトは、小型無線通信装置１００に設置され、筐体の外に光を放ち、ユーザに状況を通知するための光源である。LEDライトで赤を点滅することで、ユーザに、小型無線通信装置１００が通信ネットワークに接続ができていないことを、知らせる。ここで、所定の通信ネットワークが、複数の異なる規格の通信を行うことが可能な場合は、後述するFailover機能で、通信ネットワークの切り替えを行い、全ての通信ネットワークで通信できない場合に、初めて、応答シグナルを受信しないと判断してよい。

次に、ステップＳ０７にて、ＧＰＳ部５０は、自身の位置情報をクラウドコンピュータ９０に送信する。この際に、小型無線通信装置１００を識別するための識別コードも併せて送信し、位置情報と識別コードを関係づけて、クラウドコンピュータ９０が記憶する。これにより、小型無線通信装置１００の操作に不慣れなユーザであっても、設置した位置をクラウドコンピュータ９０に記憶させることが可能である。

次に、小型無線通信装置１００は、LEDライトを緑に点滅させ（ステップＳ０８）、通信ネットワークが正常であることを外部に出力し、スリープモードに移行する（ステップＳ０９）。スリープモードは、後述するステップＳ０５で判断される条件になるまでは、小型無線通信装置１００の電源を消費しないよう、各モジュールを稼働しない状態である。小型無線通信装置１００は、デバイス部４０が所定の状況を検知（例えば、赤外線センサが動きを検知した、水道メータが回転した等）した場合（ステップＳ１０：「ＹＥＳ」）に、ステップＳ０６に処理を進める。制御部１０は、ステップＳ０５の条件を判断するまでは、ステップＳ０４に戻って、スリープモードを続ける（ステップＳ１０：「ＮＯ」）。

また、ＣＰＣ部２０が、定期的に予め設定された日時（例えば、毎朝８時、隔日の１３時、１週間に１度等）になったことを制御部１０に通知し、制御部１０が定期日時と判断したら（ステップＳ１０：「ＹＥＳ」）、制御部１０は、所定のデータをクラウドコンピュータ９０に送信する（ステップＳ１１）。
ここで、所定のデータとは、デバイス部４０が、所定の状況を検知したことを通知するデータ（動きを検知したことを通知するためのデータ）であってもよいし、定期日時の間に取得したデータ（温度、湿度等）であってよい。

＜マグネットセンサー＞
図４は、デバイス部４０が、マグネットセンサーの場合の処理のフローチャート図である。本処理は、図３の処理と、ステップＳ２１からＳ３１までは、同じである。ステップＳ３０にて、マグネットセンサーが検知し、ステップＳ３１にて、データ送信を行った後は、小型無線通信装置１００はスリープモードに移行し、処理を終了する。何らかの動作を検知できたからである。
詳細に説明する。図５、図６は、小型無線通信装置１００に、マグネットセンサーを取付けた場合の一例を示す。トリガー部４０が、図６に示すように本体側と非接触になり、分離する。この接触は、小型無線通信装置１００側の内部のマグネットと、トリガー部４０の端部に設けられたマグネットが磁力によって引き寄せることで実現されている。仮に、この部分が非接触になると、小型無線通信装置１００の内部のマグネットセンサーが検知し、非接触であることを制御部１０に通知する。例えば、狩猟の罠をトリガー部４０に取付けておき、鳥獣を罠が仕留めた状態で、このマグネットが非接触となるように、トリガー部４０が小型無線通信装置１００と非接触となり、マグネットセンサーが動作し、捕獲したことを通知する。
なお、マグネットセンサーは、鳥獣捕獲のみならず、ドアの非接触や、物体の有り無し等を判断するための用途でも用いられてもよい。

＜OTA Update＞
その他の機能として、小型無線通信装置１００が実行するOTA（Over the air）Update処理について説明する。OTA Update処理は、小型無線通信装置１００で動作するドライバ等のソフトウェアを更新する処理である。
最初に、クラウドコンピュータ９０は、更新を行う更新データを、所定のサイズ（255byte等）に分割して、記憶しておく。そして、小型無線通信装置１００と通信するタイミング、例えば、図３のステップＳ１１にて、小型無線通信装置１００からデータを受信したタイミングの応答として、分割した更新データを送信する。ここで、送信するデータは、分割したデータの全てでなくてよく、次回の、通信のタイミングで残りのデータを逐次、送信してもよい。

＜Failover＞
加えて、小型無線通信装置１００が実行するFailover処理について説明する。Failover処理は、小型無線通信装置１００が無線通信部３０を複数、備えている場合に行われる処理である。小型無線通信装置１００は、LoRaWAN（無線通信部３０－１）、WiFi（無線通信部３０－２）、Cellular（無線通信部３０－３）と２種類または３種類のモジュールを備えてよい。所定の通信規格（無線通信部３０－１）で通信を行っている際に、この通信規格の電波を受信できなかったり、何らかの障害で通信が行えなくなった場合は、他の無線通信部３０－２が稼働し、通信を行う。

なお、本考案は前記実施形態に限定されるものではなく、本考案の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本考案に含まれるものである。

１ IoT無線通信システム
５ ユーザ端末
１０ 制御部
２０ ＲＴＣ部
３０ 無線通信部
３３ アンテナ
４０ デバイス部
５０ ＧＰＳ部
６０ 電池
６５ 電源スイッチ
８０ 基地局
９０ クラウドコンピュータ
１００ 小型無線通信装置

Claims (3)

1. 持ち運び可能で、外力に対する所定の耐性を有する外装で密閉された小型無線通信装置であって、
   物理的な動きを検知するデバイスと、
   前記デバイスによる検知があった際に、無線を介して所定のクラウドコンピュータに通知する無線通信部と、
   当該小型無線通信装置に電力供給を行う電池と、を備え、
   前記デバイスによる検知があるまで、スリープモードで待機する小型無線通信装置。
2. 前記デバイスが、赤外線センサであって、
   外部からの操作で電源のオン・オフを行うための電源スイッチと、
   前記電池から電源供給されたＧＰＳモジュールと、を備え、
   前記電源スイッチがオンになったことに応じて、前記ＧＰＳモジュールが現在位置の情報を、前記無線通信部を介して前記所定のコンピュータに通知する請求項１に記載の小型無線通信装置。
3. 前記無線通信部は、異なる無線方式で通信可能な複数のモジュールからなる請求項１に記載の小型無線通信装置。

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