JP5184288B2

JP5184288B2 - センサ制御システム

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Publication number: JP5184288B2
Application number: JP2008258370A
Authority: JP
Inventors: 和男廣瀬; 真吾野口; 元樹石川
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2028-10-03
Also published as: JP2010088473A

Description

本発明は、ベッド用荷重検出センサ等のセンサを制御するセンサ制御システム及びセンサ制御方法に関する。

ベッドの寝床部における人（病人、被介護者、乳幼児、健康人等）の在床状況（入床、離床、重心位置、体動等）を検出する方法及び装置として、例えば、特開２０００−１０５８８４号公報（特許文献１）や特開平１１−２９０３９４号公報（特許文献２）に記載された方法及び装置が知られている。すなわち、これらの公報には、ベッドの各脚部とベッド設置面（床面等）との間にそれぞれ荷重検出センサを配置し、これらのセンサにより検出された荷重に基づいてコントローラにより人の在床状況を検出する方法及び装置が記載されている。この装置では、各荷重検出センサとコントローラとは通信ケーブルを介して互いに接続されている。

また、ベッドの各脚部とベッド設置面との間に配置される荷重検出センサとして、特開２００６−２５２５４０号公報（特許文献３）、特開２００６−２６６８９４号公報（特許文献４）、特開２００６−３０２２６６号公報（特許文献５）等に記載されたものが知られている。荷重検出センサは、電源からの電力で動作する荷重検出部や通信部などを備えている。
特開２０００−１０５８８４号公報特開平１１−２９０３９４号公報特開２００６−２５２５４０号公報特開２００６−２６６８９４号公報特開２００６−３０２２６６号公報

而して従来では、荷重検出センサの荷重検出部や通信部などには電力が常時供給されていた。そのため、荷重検出センサが必ずしも動作する必要がない場合であっても、荷重検出センサの荷重検出部や通信部などによって電力が大きく消費されているという難点があった。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、複数個のセンサの消費電力の削減を図ることができるセンサ制御システム及びセンサ制御方法を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］複数個のセンサと、コントローラとを具備するとともに、
各センサは、検出部と、コントローラと双方向通信する通信部と、前記検出部及び通信部の動作用電源とを備え、
コントローラは、前記複数個のセンサのそれぞれの通信部を介して送信されてきた前記複数個のセンサの検出情報に基づいて各センサの動作間隔を決定するとともに、該動作間隔を各センサに指示するものであり、
各センサがコントローラから指示された各センサの動作間隔に基づいて動作するものとなされていることを特徴とするセンサ制御システム。

［２］センサの動作間隔は、動作間隔が互いに異なる少なくとも二種類の動作間隔モードの中から決定される前項１記載のセンサ制御システム。

［３］各センサは、前記検出部と、前記通信部としての無線通信部と、前記電源としての電池とを搭載している前項１又は２記載のセンサ制御システム。

［４］前記複数個のセンサは、ベッド寝床部の互いに離間した複数の部位に掛かる荷重を検出するものである前項１〜３のいずれかに記載のセンサ制御システム。

［５］複数個のセンサと、コントローラとを具備するともに、
各センサは、検出部と、コントローラと双方向通信する通信部と、前記検出部及び通信部の動作用電源とを備えたセンサ制御システムを用い、
前記複数個のセンサのそれぞれの通信部を介して前記複数個のセンサの検出情報をコントローラに送信し、
送信されてきた前記複数個のセンサの検出情報に基づいてコントローラにより各センサの動作間隔を決定するとともに、該動作間隔をコントローラから各センサに指示し、
コントローラから指示された各センサの動作間隔に基づいて各センサを動作させることを特徴とするセンサ制御方法。

［６］前記複数個のセンサの検出情報は、ベッド寝床部の互いに離間した複数の部位に掛かる荷重である前項５記載のセンサ制御方法。

本発明は以下の効果を奏する。

［１］の発明では、各センサがコントローラから指示された各センサの動作間隔に基づいて動作するものなので、センサの少なくとも検出部及び通信部に電源からの電力を常時供給する必要がなくなる。そのため、センサの消費電力の削減を図ることができる。

さらに、コントローラは、複数個のセンサの検出情報に基づいて各センサの動作間隔を決定するものであるから、センサの検出情報に応じた動作間隔をセンサに指示することができる。

しかも、複数個のセンサの検出情報に基づいて各センサの動作間隔を決定するので、複数個のセンサの検出情報を総合した上で各センサの動作間隔を決定することができ、したがって、各センサの動作間隔を当該センサの検出情報に基づいて決定する場合よりも、より適切な決定を行うことができる。

さらに、各センサの動作間隔は、各センサで決定されるのではなく、コントローラで決定されるので、各センサの動作間隔をコントローラにおいて一元管理することができるし、センサの構成を簡素化することができる。

［２］の発明では、動作間隔が互いに異なる少なくとも二種類の動作間隔モードとして、例えば、センサの動作間隔が通常の間隔である「通常動作モード」と、該通常動作モードよりもセンサの動作間隔が長い「省エネ動作モード」とを設定し、これらのモードの中からセンサの動作間隔を決定することにより、センサの消費電力の削減を確実に図ることができる。

［３］の発明では、各センサは無線通信部を搭載しているので、各センサはコントローラと無線通信することができ、そのため各センサとコントローラとの間の通信ケーブルを省略することができる。さらに、各センサは検出部及び通信部の動作用電源として電池を搭載しているので、給電ケーブルも必要がない。しかも、各センサの消費電力の削減が図られているので、各センサの電池の消耗を抑制することができる。

［４］の発明では、センサとしてベッド用荷重検出センサについてその消費電力の削減を図ることができる。

［５］の発明では、［１］の発明の効果と同様の効果を奏する。

［６］の発明では、［４］の発明の効果と同様の効果を奏する。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１において、１は本発明の一実施形態に係るセンサ制御システムである。このシステム１は、医療施設（例：病院）、介護施設、宿泊施設（例：ホテル）、一般家庭等で使用されるベッド用在床状況検出装置２に用いられたものである。この在床状況検出装置２は、ベッド３０の寝床部３１における人（病人、被介護者、乳幼児、健康人等）Ｈの在床状況（入床、離床、重心位置、体動等）を検出するものである。

このシステム１は、複数個のセンサを制御するシステムであり、図１及び３に示すように、複数個のセンサとして４個のベッド用荷重検出センサ２０と、１個のコントローラ１０とを具備している。コントローラ１０は、４個の荷重検出センサ２０を一括して遠隔制御するものである。

４個の荷重検出センサ２０は、ベッド３０の寝床部３１の互いに離間した４つの部位に掛かる荷重を検出するものであり、具体的には、図１に示すように、ベッド寝床部３１に設けられた４個の脚部３２（即ち、右頭側脚部３２、左頭側脚部３２、右足側脚部３２及び左足側脚部３２）に掛かる荷重を検出するものである。各脚部３２の下端部にはベッド移動用キャスタ３２ａが設けられている。そして、各脚部３２とベッド設置面３３との間にそれぞれ荷重検出センサ２０が１個ずつ配置されている。ベッド設置面３３は、病室、検査室、宿泊室、寝室等における床面からなる。

ここで説明の便宜上、４個の荷重検出センサ２０をそれぞれ第１〜第４荷重検出センサとするとき、図２に示すように、第１荷重検出センサ２０は、ベッド寝床部３１の右頭側脚部３２に掛かる荷重Ｗ１を検出するものであり、第２荷重検出センサ２０は、ベッド寝床部３１の左頭側脚部３２に掛かる荷重Ｗ２を検出するものであり、第３荷重検出センサ２０は、ベッド寝床部３１の右足側脚部３２に掛かる荷重Ｗ３を検出するものであり、第４荷重検出センサ２０は、ベッド寝床部３１の左足側脚部３２に掛かる荷重Ｗ４を検出するものである。なお、ベッド寝床部３１の長さは例えば２０００ｍｍであり、ベッド寝床部３１の幅は例えば８３０ｍｍである。

以下に荷重検出センサ２０の構成を説明する。

４個の荷重検出センサ２０は互いに同じ構成である。荷重検出センサ２０は、基本的にはロードセル式のものであり、図４に示すように、検出部としての荷重検出部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、演算部２３、記憶部２５、通信部としての無線通信部２６、電源としての電池２７などを内蔵搭載している。

荷重検出部２１は、複数個（例：４個）の歪みゲージ２１ａで構成されたブリッジ回路２１ｂを有している。荷重検出センサ２０はベッド寝床部３１の脚部３２（詳述するとキャスタ３２ａ）が載置される荷重受け部（図示せず）を有しており、歪みゲージ２１ａはこの荷重受け部に設けられた起歪部に貼着されたものであり、起歪部に生じた歪みを検出しその歪みの大きさに対応した電圧を出力するものである。

Ａ／Ｄ変換部２２は、荷重検出部２１（詳述するとブリッジ回路２１ｂ）からの出力信号（出力電圧）をアナログ信号からデジタル信号に変換するものである。

演算部２３は、Ａ／Ｄ変換部２２により変換された荷重検出部２１からのデジタル出力信号に基づいて荷重などを演算するものであり、コンピュータからなる。

記憶部２５は、演算部２３の演算結果（例：荷重）、コントローラ１０の指示情報などを記憶するものである。コントローラ１０の指示情報としては、荷重検出センサ２０の動作間隔などが挙げられる。

無線通信部２６は、コントローラ１０と双方向に無線通信するものである。演算部２３の演算結果などの荷重検出センサ２０の検出情報は、荷重検出センサ２０からこの無線通信部２６を介してコントローラ１０へ送信されるとともに、コントローラ１０の指示情報はコントローラ１０からこの無線通信部２６を介して荷重検出センサ２０に受信される。

電池２７は、荷重検出センサ２０にその動作に必要な電力を供給するものであり、具体的には、荷重検出部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、演算部２３、記憶部２５、無線通信部２６などにそれぞれ動作用電力を供給するものである。電池２７としては、乾電池（例：単一〜単五乾電池）、二次電池（例：蓄電池、充電式電池）等が用いられる。この電池２７は、荷重検出センサ２０に設けられた電池ボックス部（図示せず）内に交換可能に配置されている。電池ボックス部には、電池２７の電圧を荷重検出センサ２０の動作に適する電圧に設定するための電圧昇圧部（図示せず）が付設されている。

さらに、各荷重検出センサ２０は、非常に小さな電力で動作する、即ち消費電力が非常に少ないタイマ２４を搭載している。このタイマ２４は、荷重検出センサ２０の動作をタイマ制御する際などに用いられるものであり、演算部２３に内蔵されている。各荷重検出センサ２０のタイマー２４は互いに同期しており、更に、後述するようにコントローラ１０に搭載されたタイマ１３とも同期している。

以下にコントローラ１０の構成を説明する。

コントローラ１０は、図５に示すように、通信部としての無線通信部１１、演算部１２、記憶部１４、報知部１５などを内蔵搭載している。

無線通信部１１は、各荷重検出センサ２０と双方向に無線通信するものである。各荷重検出センサ２０の検出情報は、この無線通信部１１を介してコントローラ１０に受信されるとともに、コントローラ１０の指示情報はコントローラ１０からこの無線通信部１１を介して各荷重検出センサ２０へ送信される。

さらに、無線通信部１１は４個の通信チャンネルｃｈ１〜４を有している。各通信チャンネルｃｈ１〜４は、それぞれ第１〜第４荷重検出センサ２０の無線通信部２６との通信に用いられるものである。

演算部１２は、各荷重検出センサ２０の無線通信部２６を介して送信されてきた各荷重検出センサ２０の検出情報に基づいて、予め設定された演算を行うものであり、具体的には、各荷重検出センサ２０の動作間隔を決定したり、その他の演算（判定を含む）を行ったりするものであり、コンピュータからなる。この演算部１２の演算結果はコントローラ１０の指示情報としてコントローラ１０からその無線通信部１１を介して各荷重検出センサ２０へ送信される。

荷重検出センサ２０の動作間隔は、荷重検出センサ２０の動作間隔が互いに異なる少なくとも二種類の動作間隔モードの中から演算部１２により決定されるものであり、本実施形態では、荷重検出センサ２０の動作間隔が通常の間隔である「通常動作モード」と、該通常動作モードよりも荷重検出センサ２０の動作間隔が長い「省エネ動作モード」との二種類の動作間隔モードの中から演算部１２により決定（選択）される。各モードにおける荷重検出センサ２０の動作間隔は、演算部１２に予め記憶されているか、あるいはシステム１の動作開始時又は動作途中で演算部１２に入力されるものである。

通常動作モードとは、本実施形態では例えば５００ｍｓ間隔で荷重検出センサ２０を動作させるモードであり、即ち５００ｍｓ間隔で荷重の検出などを荷重検出センサ２０に行わせるモードである。

省エネ動作モードとは、本実施形態では例えば５ｓ間隔で荷重検出センサ２０を動作させるモードであり、即ち５ｓ間隔で荷重の検出などを荷重検出センサ２０に行わせるモードである。

記憶部１４は、各荷重検出センサ２０の無線通信部２６を介して送信されてきた各荷重検出センサ２０の検出情報や、コントローラ１０の演算部１２の演算結果などの所定情報を記憶するものである。

報知部１５は、各荷重検出センサ２０の無線通信部２６を介して送信されてきた各荷重検出センサ２０の検出情報や、コントローラ１０の演算部１２の演算結果などの所定情報を報知対象者（例：看護師、介護者、監視者）に報知するものであり、液晶ディスプレイ等の表示部、報知スピーカ、報知ランプなどを有している。

電池１６は、コントローラ１０にその動作に必要な電力を供給するものであり、具体的には、無線通信部１１、演算部１２、記憶部１４、報知部１５などにそれぞれ動作用電力を供給するものである。電池１６としては、乾電池（例：単一〜単五乾電池）、二次電池（例：蓄電池、充電式電池）等が用いられる。この電池１６は、コントローラ１０に設けられた電池ボックス部（図示せず）内に交換可能に配置されている。電池ボックス部には、電池１６の電圧をコントローラ１０の動作に適する電圧に設定するための電圧昇圧部（図示せず）が付設されている。

さらに、コントローラ１０は、非常に小さな電力で動作する、即ち消費電力が非常に少ないタイマ１３を搭載している。このタイマ１３は、コントローラ１０の動作をタイマ制御する際などに用いられるものであり、演算部１２に内蔵されている。タイマ１３は各荷重検出センサ２０に搭載された各タイマ２４と同期している。また、演算部１２にはタイムカウンタ（図示せず）が内蔵されている。

図６は、本実施形態のセンサ制御システム１のタイミングチャートを示している。図６に示すように、このシステム１では、第１荷重検出センサ２０のタイマ２４とコントローラ１０のタイマ１３とがともに所定時間になったとき、第１荷重検出センサ２０の電源（電池２７）がＯＮになって第１荷重検出センサ２０への給電が開始するとともに、コントローラ１０の通信チャンネルがｃｈ１に切り替わる。そして、コントローラ１０の演算部１２により演算（決定）された荷重検出センサ２０の動作間隔などのコントローラ１０の指示情報が、コントローラ１０からその無線通信部１１を介して送信されて第１荷重検出センサ２０の無線通信部２６で受信される。そして、第１荷重検出センサ２０の荷重検出部２１により荷重の測定（即ち荷重の検出）が行われる。この測定された荷重は、第１荷重検出センサ２０からその無線通信部２６を介して送信されてコントローラ１０の無線通信部１１で受信され、コントローラ１０の記憶部１４に記憶される。また、荷重の送信が終了すると速やかに第１荷重検出センサ２０の電源（電池２７）がＯＦＦになって第１荷重検出センサ２０への給電が停止する。このような第１荷重検出センサ２０の一連の動作、すなわち、第１荷重検出センサ２０の電源のＯＮ−ＯＦＦ、コントローラ１０の指示情報の受信、荷重の測定、荷重の送信などは、コントローラ１０から送信されてきた荷重検出センサ２０の動作間隔などのコントローラ１０の指示情報に基づいて行われる。また、第１荷重検出センサ２０におけるコントローラ１０の指示情報の受信から荷重の送信までの動作は、５ｍｓ以内で行われる。なお、第１荷重検出センサ２０のタイマ２４は常時ＯＮである。したがって、第１荷重検出センサ２０の電源がＯＦＦの場合、タイマ２４だけに電池２７からの電力が供給されている。ただし、このタイマ２４は上述したようにその消費電力は非常に少ないものである。

一方、コントローラ１０の通信チャンネルは、５ｍｓ毎にｃｈ１からｃｈ４へ順次切り替わる。

通信チャンネルがｃｈ１のとき、コントローラ１０は上述のように第１荷重検出センサ２０と送受信を行うとともに、第１荷重検出センサ２０の電源は上述のようにＯＮ−ＯＦＦ動作する。通信チャンネルがｃｈ２のとき、図示していないが、コントローラ１０は第２荷重検出センサ２０と、第１荷重検出センサと同様の送受信を行うとともに、第２荷重検出センサ２０の電源は第１荷重検出センサと同様にＯＮ−ＯＦＦ動作する。通信チャンネルがｃｈ３のとき、図示していないが、コントローラ１０は第３荷重検出センサ２０と、第１荷重検出センサと同様の送受信を行うとともに、第３荷重検出センサ２０の電源は第１荷重検出センサと同様にＯＮ−ＯＦＦ動作する。通信チャンネルがｃｈ４のとき、図示していないが、コントローラ１０は第４荷重検出センサ２０と、第１荷重検出センサと同様の送受信を行うとともに、第４荷重検出センサ２０の電源は第１荷重検出センサと同様にＯＮ−ＯＦＦ動作する。

その後、コントローラ１０では、その記憶部１４に記憶された複数の荷重に基づいて各荷重検出センサ２０の動作間隔を演算部１２により決定する。本実施形態では上述したように、各荷重検出センサ２０の動作間隔は、「通常動作モード」と「省エネ動作モード」との中から決定される。そして、もし通常動作モードに決定された場合には、５００ｍｓ間隔で荷重の測定などを行わせる指示をコントローラ１０から各荷重検出センサ２０へ送信する。一方、もし省エネ動作モードに決定された場合には、５ｓ間隔で荷重の測定などを行われる指示をコントローラ１０から各荷重検出センサ２０へ送信する。

なお、５００ｍｓ間隔とか５ｓ間隔とは、図６に示すように、コントローラ１０の通信チャンネルがｃｈ４からｃｈ１へ切り替わるまでのインターバル間隔をいう。

次に、本実施形態のセンサ制御システム１のコントローラ１０の幾つかの動作について、図７〜１０に示したフローチャートに基づいて説明する。なお、各フローチャートにおいて、各荷重検出センサ２０により検出された荷重は、風袋引き処理後の荷重である。また、１ｋｇｆ＝約９．８Ｎである。

図７は、このシステム１のコントローラ１０の動作を示す第１実施例におけるフローチャートである。

このフローチャートでは、ベッド寝床部３１上に人Ｈが在床していない離床状態のときや、ベッド寝床部３１上で人Ｈが熟睡しているときは、各荷重検出センサ２０を頻繁に動作させる必要がないので、５ｓ動作間隔（即ち省エネ動作モード）で各荷重検出センサ２０を動作させ、一方、ベッド寝床部３１上へ人Ｈが入床するときや、ベッド寝床部３１上で人Ｈが寝返り等の体を動かしているときは、ベッド寝床部３１上での人Ｈの在床状況を正確に検出するため、５００ｍｓ動作間隔（即ち通常動作モード）で各荷重検出センサ２０を動作させる。

すなわち、このフローチャートにおいて、ステップＳ１では、コントローラ１０から各荷重検出センサ２０に５００ｍｓ動作間隔（即ち通常動作モード）の指示を送信する。この指示を受信した各荷重検出センサ２０は、図６に示したタイミングチャートに従って通常動作モードで動作する。そして、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、今回、各荷重検出センサ２０から送信されてきた４個の荷重（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）を合計した総荷重ＷＴ_n（但し、総荷重ＷＴ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４）と前回の総荷重ＷＴ_n-1との差が所定の閾値以上、例えば３ｋｇｆ以上であるか否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もし当該差が３ｋｇｆ以上であると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ３へ進む。一方、もし当該差が３ｋｇｆ以上ではないと判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ４へ進む。また、各荷重検出センサ２０から送信されてきた各荷重（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）と、コントローラ１０の演算部１２により演算された総荷重ＷＴは、毎回、コントローラ１０の記憶部１４に記憶蓄積される。

ステップＳ３では、コントローラ１０の演算部１２のタイムカウンタをリセットする。次いで、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ４では、４個の荷重検出センサ２０のうちいずれかの荷重検出センサ２０の荷重において、今回の荷重と前回の荷重との差が所定の閾値以上、例えば５００ｇｆ以上であるか否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もし当該差が５００ｇｆ以上であると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ３へ進む。一方、もし当該差が５００ｇｆ以上ではないと判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、コントローラ１０の演算部１２のタイムカウンタをスタートする。そして、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、タイムカウンタが所定の時間、例えば５分経過しているか否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もしタイムカウンタが５分経過していると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ８へ進む。一方、もしタイムカウンタが５分経過していないと判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、コントローラ１０から各荷重検出センサ２０に５００ｍｓ動作間隔（即ち通常動作モード）の指示を送信する。そして、ステップＳ２へ戻る。

ステップＳ８では、コントローラ１０から各荷重検出センサ２０に５ｓ動作間隔（即ち省エネ動作モード）の指示を送信する。この指示を受信した各荷重検出センサ２０は、図６に示したタイミングチャートに従って省エネ動作モードで動作する。そして、ステップＳ２へ戻る。

図８は、このシステム１のコントローラ１０の動作を示す第２実施例におけるフローチャートである。このフローチャートは、専ら、図７に示したフローチャートの後で行われるコントローラ１０の動作を示している。

このフローチャートでは、ベッド寝床部３１上から人Ｈが離床したときは、各荷重検出センサ２０を頻繁に動作させる必要がないので、５ｓ動作間隔（即ち省エネ動作モード）で各荷重検出センサ２０を動作させ、一方、ベッド寝床部３１上に人Ｈが在床しているときは、ベッド寝床部３１上での人Ｈの在床状況を正確に検出するため、５００ｍｓ動作間隔（即ち通常動作モード）で各荷重検出センサ２０を動作させる。

すなわち、このフローチャートにおいて、ステップＳ１では、コントローラ１０から各荷重検出センサ２０に５００ｍｓ動作間隔（即ち通常動作モード）の指示を送信する。そして、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、４個の荷重検出センサ２０のうちいずれかの荷重検出センサ２０の荷重が所定の閾値以上、例えば５ｋｇｆ以上であるか否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もし荷重が５ｋｇｆ以上であると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ３へ進む。一方、もし荷重が５ｋｇｆ以上ではないと判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ４へ進む。

ステップＳ３では、コントローラ１０の演算部１２のタイムカウンタをリセットする。そして、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ４では、コントローラ１０の演算部１２のタイムカウンタをスタートする。そして、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、タイムカウンタが所定の時間、例えば５分経過しているか否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もしタイムカウンタが５分経過していると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ７へ進む。一方、もしタイムカウンタが５分経過していないと判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、コントローラ１０から各荷重検出センサ２０に５００ｍｓ動作間隔（即ち通常動作モード）の指示を送信する。そして、ステップＳ２へ戻る。

ステップＳ７では、コントローラ１０から各荷重検出センサ２０に５ｓ動作間隔（即ち省エネ動作モード）の指示を送信する。そして、ステップＳ２へ戻る。

図９は、このシステム１のコントローラ１０の動作を示す第３実施例におけるフローチャートである。このフローチャートは、専ら、図７に示したフローチャートの後で行われるコントローラ１０の動作を示している。

このフローチャートでは、各荷重検出センサ２０により検出された４個の荷重を合計した総荷重ＷＴが所定の閾値以上、例えば２０ｋｇｆ以上であり、且つ、ベッド寝床部３１の重心位置Ｇ（ＧＸ、ＧＹ）がベッド寝床部３１の中央エリア３１ａの外である場合には、人Ｈが離床する可能性が高いので、５００ｍｓ動作間隔（即ち通常動作モード）で各荷重検出センサ２０を動作させ、一方、ベッド寝床部３１の重心位置Ｇ（ＧＸ、ＧＹ）がベッド寝床部３１の中央エリア３１ａ内である場合には、人Ｈが離床する可能性が低いので、５ｓ動作間隔（即ち省エネ動作モード）で各荷重検出センサ２０を動作させる。

ステップＳ２では、今回、各荷重検出センサ２０から送信されてきた４個の荷重を合計した総荷重ＷＴ_nが所定の閾値以上、例えば２０ｋｇｆ以上であるか否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もし総荷重ＷＴ_nが２０ｋｇｆ以上であると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ３へ進む。一方、もし総荷重ＷＴ_nが２０ｋｇｆ以上ではないと判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ５へ進む。また、各荷重検出センサ２０から送信されてきた各荷重（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）と、コントローラ１０の演算部１２により演算された総荷重ＷＴは、毎回、コントローラ１０の記憶部１４に記憶蓄積される。

ステップＳ３では、ベッド寝床部３１の重心位置Ｇ（ＧＸ、ＧＹ）がベッド寝床部３１の予め設定された中央エリア３１ａの外か否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もし重心位置Ｇ（ＧＸ、ＧＹ）がベッド寝床部３１の中央エリア３１ａの外であると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ４へ進む。一方、重心位置Ｇ（ＧＸ、ＧＹ）がベッド寝床部３１の中央エリア３１ａの外ではない、即ちベッド寝床部３１の中央エリア３１ａ内であると判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ５へ進む。また、重心位置Ｇ（ＧＸ、ＧＹ）は、毎回、コントローラ１０の記憶部１４に記憶蓄積される。

なお、重心位置Ｇ（ＧＸ、ＧＹ）は、次式（１）及び（２）により算出される（図２参照）。

ＧＸ＝（Ｗ１＋Ｗ２−Ｗ３−Ｗ４）／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４） …（１）
ＧＹ＝（Ｗ１＋Ｗ３−Ｗ２−Ｗ４）／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４） …（２）

ただし、ＧＸは、ベッド寝床部３１の長さ方向（この方向をｘ方向とする）の重心位置である。ＧＹは、ベッド寝床部３１の幅方向（この方向をｙ方向とする）の重心位置である。図２において、Ｏは重心位置の原点であり、この原点Ｏはベッド寝床部３１の略中央に位置している。

また、ベッド寝床部３１の中央エリア３１ａとは、図２にドットハッチングで示すエリアであり、すなわち、ベッド寝床部３１において、ベッド寝床部３１の周縁から中央部側へ３００ｍｍ内側の周縁部エリア３１ｂ（クロスハッチングで示す）を、ベッド寝床部３１から除いたエリアである。

ステップＳ４では、コントローラ１０の演算部１２のタイムカウンタをリセットする。そして、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ６では、タイムカウンタが所定の時間、例えば５分経過しているか否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もしタイムカウンタが５分経過ていると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ８へ進む。一方、もしタイムカウンタが５分経過していないと判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ７へ進む。

ステップＳ８では、コントローラ１０から各荷重検出センサ２０に５ｓ動作間隔（即ち省エネ動作モード）の指示を送信する。そして、ステップＳ２へ戻る。

図１０は、このシステム１のコントローラ１０の動作を示す第４実施例におけるフローチャートである。このフローチャートは、専ら、図９に示したフローチャートの後で行われるコントローラ１０の動作を示している。

このフローチャートでは、ベッド寝床部３１の重心位置Ｇ（ＧＸ、ＧＹ）のｘ方向の移動距離が所定の閾値以上、例えば５０ｍｍ以上である場合には、人Ｈが背上げ動作をしていると予想されるとともに、重心位置Ｇ（ＧＸ、ＧＹ）のｙ方向の移動距離が所定の閾値以上、例えば５０ｍｍ以上である場合には、人Ｈが寝返り動作又は離床動作していることが予想されるため、これらの場合には５００ｍｓ動作間隔（即ち通常動作モード）で各荷重検出センサ２０を動作させ、一方、５０ｍｍ未満の場合には５ｓ動作間隔（即ち省エネ動作モード）で各荷重検出センサ２０を動作させる。

ステップＳ２では、今回のｘ方向の重心位置ＧＸ_nと前回のｘ方向の重心位置ＧＸ_n-1との差が所定の閾値以上、例えば５０ｍｍ以上であるか否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もし当該差が５０ｍｍ以上であると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ３へ進む。一方、もし当該差が５０ｍｍ以上ではないと判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ４へ進む。

ステップＳ３では、コントローラ１０の演算部１２のタイムカウンタをリセットする。そして、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ４では、今回のｙ方向の重心位置ＧＹ_nと前回のｙ方向の重心位置ＧＹ_n-1との差が所定の閾値以上、例えば５０ｍｍ以上であるか否かについて、コントローラ１０の演算部１２により判定する。もし当該差が５０ｍｍ以上であると判定された場合には、「ＹＥＳ」としてステップＳ３へ進む。一方、もし当該差が５０ｍｍ以上ではないと判定された場合には、「ＮＯ」としてステップＳ５へ進む。

而して、本実施形態のセンサ制御システム１には次の利点がある。

各荷重検出センサ２０はコントローラ１０から指示された各荷重検出センサ２０の動作間隔に基づいて動作するものなので、荷重検出センサ２０の荷重検出部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、演算部２３、記憶部２５及び無線通信部２６に電池２７からの電力を常時供給する必要がなくなる。そのため、荷重検出センサ２０の消費電力の削減を図ることができる。

さらに、コントローラ１０は、４個の荷重検出センサ２０のそれぞれの無線通信部２６を介して送信されてきた４個の荷重検出センサ２０の検出情報（即ち荷重）に基づいて各荷重検出センサ２０の動作間隔を決定するものであるから、荷重検出センサ２０の検出情報に応じた動作間隔を荷重検出センサ２０に指示することができる。

その上、４個の荷重検出センサ２０の検出情報（即ち荷重）に基づいて各荷重検出センサ２０の動作間隔を決定するから、４個の荷重検出センサ２０の検出情報を総合した上で各荷重検出センサ２０の動作間隔を決定することができ、したがって、各荷重検出センサ２０の動作間隔を当該荷重検出センサ２０の検出情報に基づいて決定する場合（すなわち、例えば第１荷重検出センサ２０の動作間隔を第１荷重検出センサ２０の検出情報に基づいて決定する場合）よりも、より適切な決定を行うことができる。

さらに、各荷重検出センサ２０の動作間隔は、各荷重検出センサ２０で決定されるのではなく、コントローラ１０で決定されるので、各荷重検出センサ２０の動作間隔をコントローラ１０において一元管理することができるし、荷重検出センサ２０の構成を簡素化することができる。

さらに、荷重検出センサ２０の動作間隔は、動作間隔が互いに異なる二種類の動作間隔モードとして、通常動作モードと省エネ動作モードとの中から決定されるので、荷重検出センサ２０の消費電力の削減を確実に図ることができる。

さらに、各荷重検出センサ２０は無線通信部２６を搭載しているので、各荷重検出センサ２０はコントローラ１０と無線通信することができ、そのため各荷重検出センサ２０とコントローラ１０との間の通信ケーブルを省略することができる。さらに、各荷重検出センサ２０は荷重検出部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、演算部２３、記憶部２５及び無線通信部２６の動作用電源として電池２７を搭載しているので、給電ケーブルも必要がない。これにより、ベッド寝床部３１の脚部３２を荷重検出センサ２０の荷重受け部上へ作業者が載置する際に、作業者がその足を通信ケーブルや給電ケーブルに不慮に引っ掛ける虞がないし、ベッド寝床部３１の脚部３２のキャスタ３２ａが通信ケーブルや給電ケーブルを踏んで通信ケーブルや給電ケーブルが断線する問題も発生しない。しかも、各荷重検出センサ２０の消費電力の削減が図られているので、荷重検出センサ２０の電池２７の消耗を抑制することができる。したがって、長時間に亘って荷重検出センサ２０を動作させることができる。

以上で本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものであることに限定されるものではなく、様々に変更可能である。

また本発明では、センサの個数は４個であることに限定されるものではなく、その他に２個や３個であっても良いし、４個以上であっても良い。

また本発明では、センサは荷重検出センサ２０であることが望ましいが、これに限定されるものではなく、その他の物理量や状態を検出するものであっても良い。

また本発明では、センサの動作間隔は、動作間隔が互いに異なる二種類の動作間隔モード（即ち「通常動作モード」と「省エネ動作モード」）の中から決定されることに限定されるものではなく、その他に三種類以上の動作間隔モードの中から決定されても良い。

本発明は、ベッド用荷重検出センサ等のセンサを制御するセンサ制御システム及びセンサ制御方法に利用可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ制御システムを、ベッド用在床状況検出装置に用いた場合の概略斜視図である。図２は、ベッドの寝床部の概略平面図である。図３は、同システムの構成を示すブロック図である。図４は、同システムの荷重検出センサの構成を示すブロック図である。図５は、同システムのコントローラの構成を示すブロック図である。図６は、同システムのタイミングチャートである。図７は、同システムのコントローラの動作を示す第１実施例におけるフローチャートである。図８は、同システムのコントローラの動作を示す第２実施例におけるフローチャートである。図９は、同システムのコントローラの動作を示す第３実施例におけるフローチャートである。図１０は、同システムのコントローラの動作を示す第４実施例におけるフローチャートである。

符号の説明

１：センサ制御システム
２：ベッド用在床状況検出装置
１０：コントローラ
１１：無線通信部（通信部）
１２：演算部
１４：記憶部
１５：報知部
１６：電池（電源）
２０：荷重検出センサ（センサ）
２１：荷重検出部（検出部）
２３：演算部
２４：記憶部
２６：無線通信部（通信部）
２７：電池（電源）
３０：ベッド
３１：ベッド寝床部
Ｈ：人

Claims

ベッド寝床部の互いに離間した複数の部位に掛かる荷重を検出する複数個のセンサと、コントローラとを具備するとともに、
各センサは、検出部と、コントローラと双方向通信する通信部と、前記検出部及び通信部の動作用電源とを備え、
コントローラは、前記複数個のセンサのそれぞれの通信部を介して送信されてきた前記複数個のセンサの検出情報に基づいて各センサの動作間隔を決定するとともに、該動作間隔を各センサに指示するものであり、
各センサがコントローラから指示された各センサの動作間隔に基づいて動作するものとなされていることを特徴とするセンサ制御システム。
センサの動作間隔は、動作間隔が互いに異なる少なくとも二種類の動作間隔モードの中から決定される請求項１記載のセンサ制御システム。
各センサは、前記検出部と、前記通信部としての無線通信部と、前記電源としての電池とを搭載している請求項１又は２記載のセンサ制御システム。
複数個のセンサと、コントローラとを具備するともに、
各センサは、検出部と、コントローラと双方向通信する通信部と、前記検出部及び通信部の動作用電源とを備え、
前記複数個のセンサの検出情報は、ベッド寝床部の互いに離間した複数の部位に掛かる荷重であるセンサ制御システムを用い、
前記複数個のセンサのそれぞれの通信部を介して前記複数個のセンサの検出情報をコントローラに送信し、
送信されてきた前記複数個のセンサの検出情報に基づいてコントローラにより各センサの動作間隔を決定するとともに、該動作間隔をコントローラから各センサに指示し、
コントローラから指示された各センサの動作間隔に基づいて各センサを動作させることを特徴とするセンサ制御方法。
センサの動作間隔を、動作間隔が互いに異なる少なくとも二種類の動作間隔モードの中から決定する請求項４記載のセンサ制御方法。
各センサは、前記検出部と、前記通信部としての無線通信部と、前記電源としての電池とを搭載している請求項４又は５記載のセンサ制御方法。