JP4841237B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線ネットワーク(ＷＡＮ：Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)を利用した無線通信システムに係り、特に、平常時は移動局（子機）を携行した通報者のおおよその現在位置を、また緊急時には緊急通報の操作を行った通報者および通報場所を特定可能な無線通信システムに関する。

従来より、暴漢侵入時に通報者が緊急通報の操作を行い、通報器からの通報データをネットワークを介して所定の通報機関へと伝送させ、通報機関にて通報者および通報場所を特定する緊急通報装置（以下、従来例の緊急通報装置という）が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

この従来例の緊急通報装置によれば、通報者は個別の携帯用電話機または公衆電話等を使用せずに迅速な緊急通報を行うことが可能となり、また、児童、生徒用の緊急通報装置を登下校する道沿いに新規に専用線を設置する必要がなくなるため多大なコストが不要となる。
特開２００５−７９６８７号

しかしながら、従来例の緊急通報装置等に用いられる無線通信システムにおいて、電力線や通信線等で他と有線接続されたネットワーク端末は、災害発生時の停電や有線通信不能状態においては、機能することが困難であった。

また、携行される子機は、電池寿命が短いため、電池寿命を長くするために緊急時に通報者の操作による緊急通報のみの機能しか持たず、携行した通報者のおおよその現在位置を特定可能とするための定期送信機能を有することは困難であった。

上記目的を達成すべく請求項１記載の無線通信システムは、複数の中継局と複数の移動局とを少なくとも有して無線通信ネットワークを構築する無線通信システムにおいて、前記複数の移動局は、送信先を指定しないで前記複数の中継局に電文を送信し、前記電文を受信した複数の中継局は、予めメモリに格納されている中継経路情報に基づき送信先の他の前記中継局を指定して当該電文を送信し、前記複数の中継局および前記複数の移動局は、中継局か移動局かを識別するための識別情報を前記電文の送信時に送出すると共に同一の周波数を用いることを特徴とする。

上記目的を達成すべく請求項２記載の無線通信システムは、中継局はアドホックネットワークのアルゴリズムによって新しい中継経路を構築することを特徴とする。

請求項１記載の発明により、中継局および移動局を同一である１波の周波数で無線通信することが可能となる。

請求項２記載の発明により、アドホックネットワークのアルゴリズムによって新しい中継経路が構築されて複数の中継局と複数の移動局により構成される同一周波数の無線ネットワークにより、中継局の一部が故障しても他の中継局により自律的にネットワークを再構成することができる。

以下、本発明の無線通信システムを適用した最良の実施の形態例について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例による位置情報確認システムの構成図である。

図１の構成図に示す位置情報確認システムは、子機１１ａが定期的に図６の電文Ｓ１１（電文種別が定期通報）を送信し（以降、定期通報と言う）、パケット番号を更新する。パケット番号は電文Ｓ１１の時系列を管理するための情報である。図６の電文Ｓ１１を受信した中継機２１ａは、図５に示すメモリ２０５に格納された中継経路情報（中継先の送信先ＩＤ）に基づき、図６の電文Ｓ２１ａを中継機２１ｂに送信する。同様に電文Ｓ２１ａを受信した中継機２１ｂは、中継機２１ｃに電文Ｓ２１ａを送信する。このように電文Ｓ２１ａは中継経路情報に従って無線通信ネットワーク７１を通してゲートウェイ付き中継機３１に受信される。

ゲートウェイ付き中継機３１は、電文Ｓ２１ａの情報をＳＳＬ等で暗号化し、インターネット等の通信インフラ８１を経由してサーバー４１に電文Ｓ３１を送信する。サーバー４１は、電文Ｓ３１の子機受信局ＩＤ（電文Ｓ１１ａを受信した中継機のＩＤ）と子機情報を基に子機１１ａの位置情報を作成し、データベースを更新する。

また、電文Ｓ１１ａを複数の中継機が同時に受信した場合、電文Ｓ１１ａを受信した中継機は、それぞれの中継経路情報に基づきゲートウェイ付き中継機３１に電文Ｓ２１を送信する（例えば電文Ｓ２１ａと電文Ｓ２１ｅがゲートウェイ付き中継機３１に送信される）。ゲートウェイ付き中継機３１は、別々に電文Ｓ２１ａと電文Ｓ２１ｅを暗号化し、サーバー４１に電文Ｓ３１を送信する。同一子機情報を複数受信したサーバー４１は、子機受信局ＩＤおよび受信電界強度を基に位置情報をデータベース化する。

子機１１ａの位置を確認する場合は、インターネット（通信インフラ）８１に接続されたパソコン５１や携帯電話６１などの端末機器よりＷｅｂブラウザを使ってサーバー４１にアクセスＳ４１する。このとき、サーバー４１はＩＤとパスワードを要求し、不特定多数の端末機器がアクセスできないよう個人情報とセキュリティーを確保してもよい。サーバー４１は、子機１１ａの位置情報Ｓ４１を端末機器に送信する。子機１１ａの位置情報を受信した端末機器は、Ｗｅｂブラウザ上に位置情報を表示する。

ここで、子機１１は図４に示す振動センサー１０１を内蔵しており、制御部１０２が振動センサー１０１のセンサー情報を監視している。

例えば、制御部１０２が「子機を携帯している人間が移動中」と判断した時はＴ１［秒］の定期通報間隔で無線部１０３の電源を入れ、無線部１０３は電文Ｓ１１を送信し、制御部１０２は無線部１０３の電源を切る。また、制御部１０２が「子機を携帯している人間が静止中」と判断したときは、定期通報間隔をＴ１より長いＴ２［秒］に切り替え、定期通報を行う。このことにより、送信回数を減らすことが可能となり、子機の省電力化が計れる。また、子機１１が静止中は位置情報に変化が無いため、子機１１が移動中より長い時間間隔で定期通報しても位置情報確認システムの機能が損なわれることがなく、通信トラフィックの低減を実現できる。

また、子機１１は緊急ボタン１０４とブザー１０５を内蔵している。緊急ボタン１０４を押下すると、子機１１ｂは電文Ｓ１１ｂ（電文種別が緊急通報）を送信する。また、緊急ボタン１０４を押下するとブザー１０５が吹鳴し、不審者を威嚇する。図６の電文Ｓ１１ｂを受信した中継機２１ｉは、メモリ２０５に格納された中継経路情報（中継先の送信先ＩＤ）に基づき、電文Ｓ２１ｂを送信し、ゲートウェイ付き中継機３１に受信される。

ゲートウェイ付き中継機３１は、電文Ｓ２１ｂの情報をＳＳＬ等で暗号化し、インターネット（通信インフラ）８１を経由してサーバー４１に電文Ｓ３１を送信する。

サーバー４１は、電文Ｓ３１の子機受信局ＩＤ（電文Ｓ１１ｂを受信した中継機のＩＤ）と子機情報を基に子機１１の位置情報を作成し、データベースを更新する。そして、サーバー４１は、子機の緊急情報を、予め定められた通報先のパソコン５１や携帯電話６１にＥ−メールＳ５１を送信する。これにより、子機を携帯している人間の緊急情報（危険）を遠隔地から知ることができる。

図２は、本発明の実施例による高齢者見守りシステムの構成図である。
子機１２ａの制御部１０２は、振動センサーの情報から「子機を携帯している人間が活動中」と判断すると、Ｔ１［秒］の定期通報間隔で図６の電文Ｓ１２ａを送信する。また、子機１２ｂの制御部１０２は、振動センサーの情報から「子機を携帯している人間が活動中でない」と判断すると、Ｔ２［秒］の定期通報間隔で電文Ｓ１２ｂを送信する。

電文Ｓ１２ａやＳ１２ｂを受信した中継機２２は、図５に示すメモリ２０５に格納された中継経路情報（中継先の送信先ＩＤ）に基づき、図６の電文Ｓ２２を送信する。このように電文Ｓ２２は中継経路情報に従って無線通信ネットワーク７２を通してゲートウェイ付き中継機３２に受信される。

ゲートウェイ付き中継機３２は、電文Ｓ２２の情報をＳＳＬ等で暗号化し、インターネット（通信インフラ）８２を経由してサーバー４２に電文Ｓ３２を送信する。サーバー４２は、電文Ｓ３２の子機受信局ＩＤ（電文Ｓ２２を受信した中継機のＩＤ）と子機情報を基に子機１２ａと子機１２ｂの位置情報を作成し、データベースを更新する。また、子機１２ａと子機１２ｂの動静情報も更新する。

サーバー４２は、子機を携帯している人間が活動していない時間を監視し、一定時間を超えたとき、子機１２ｂの位置情報と動静情報を、予め定められた通報先のパソコン５２や携帯電話６２にＥ−メールＳ４２を送信する。これにより、高齢者の動静を遠隔地から確認することができる。

図３は、本発明の実施例による災害時の安否確認システムの構成図である。

地震などの災害時に倒壊した家屋に取り残された人間が子機１３の緊急ボタン１０４を押すと、子機１３は電文Ｓ１３（電文種別が緊急通報）を送信する。電文Ｓ１３を受信した中継機２３ｆは、すぐに、中継機のメモリ２０５に格納された中継経路情報（中継先の送信先ＩＤ）に基づき、電文Ｓ２３を送信する。また、緊急ボタン１０４を押下したときブザー１０５が吹鳴し、近くにいる救援者に被災者の位置を知らせることができる。

中継機は、図５に示すように自然エネルギーを用いた発電装置２０１（自然エネルギーとは太陽、風力、水力、潮力などをいう）、充放電制御部２０２、二次電池２０３で構成されたいわゆる自律型電源で駆動するため、電源インフラ（の損害）の影響を受けない機構になっている。また、中継機２３ｇのように一部の中継機が機能しなくなり、中継機Ｓ２３ｆと中継機Ｓ２３ｄの間の回線が不通になっても、アドホックネットワークのアルゴリズムにより、自動的に新しい中継経路が中継機２３ｆ→中継機２３ｅ→中継機２３ｃ→中継機２３ｄと構築され、システムの損害を最小限に留めるシステムになっている。

ここで、アドホックネットワークとは、基地局や固定局を使わず、中継機間でホッピング（中継）することにより、データ伝送を可能とするネットワークのことである。

また、サーバー４３と無線通信ネットワーク７３とは、通常、ゲートウェイ付き中継機３３と通信インフラ８３を介し接続されているが、通信インフラ８３のバックアップ回線として、無線通信ネットワーク７３を使うことで、災害に強いシステムになっている。

ここで、図１、図２、図３のシステムは、１波の電波のみで無線通信ネットワークを構成している。子機の送信電文か中継機の送信電文かを区別する一実施例を図６に示す。

図６では、子機と中継機を区別するＩＤを電文種別に割り当てることにより、子機、中継機いずれが送信した電文かを区別している。本実施例では電文種別による区別を示しているが、電文種別による区別に限らず、データフォーマットによる区別など、様々な方法により子機と中継機を区別することができる。

また、本発明の無線通信システムの実施例として用いた図１、図２、図３のシステムおいて無線通信ネットワークとサーバーを接続する通信インフラとして、インターネットを一例として説明したが、この他に、ケーブルＴＶ網、光ネットワーク、防災無線、警察無線、消防無線、列車無線、衛星電話回線などがある。

本発明の位置情報確認システムの構成図である。 本発明の動静情報確認システムの構成図である。 本発明の災害時の安否確認システムの構成図である。 子機の構成を示すブロック図である。 中継機の構成を示すブロック図である。 子機および中継機が送信するそれぞれの電文の構成を示す図である。

符号の説明

１１ａ、１１ｂ、１２ａ，１２ｂ，１３：子機
１０１：子機の振動センサー
１０２：制御部
１０３：無線部
１０４：緊急ボタン
１０５：ブザー
２１ａ〜２１ｉ、２２ａ〜２２ｉ、２３ａ〜２３ｎ：中継機
２０１：太陽電池
２０２：充放電制御回路
２０３：二次電池
２０４：制御部
２０５：メモリ
２０６：無線部
３１、３２、３３：ゲートウェイ付き中継機
４１、４２、４３：サーバー
５１、５２ ：パソコン（端末機器）
６１、６２ ：携帯電話（端末機器）
７１、７２、７３：無線通信ネットワーク
８１、８２、８３：インターネットなどの通信インフラ

Claims (2)

1. 複数の中継局と複数の移動局とを少なくとも有して無線通信ネットワークを構築する無線通信システムにおいて、
   前記複数の移動局は、送信先を指定しないで前記複数の中継局に電文を送信し、前記電文を受信した複数の中継局は、予めメモリに格納されている中継経路情報に基づき送信先の他の前記中継局を指定して当該電文を送信し、
   前記複数の中継局および前記複数の移動局は、中継局か移動局かを識別するための識別情報を前記電文の送信時に送出すると共に同一の周波数を用いることを特徴とした無線通信システム。
2. 前記中継局はアドホックネットワークのアルゴリズムによって新しい中継経路を構築することを特徴とした請求項１記載の無線通信システム。