JP5247351B2 - センサー付通信システム - Google Patents
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ICタグシステムが用いられるケースとして、例えば、入室管理がある。具体的には、タグはリーダから繰り返し送信されている質問信号を捉えると、認証用のデータをリーダに送り返し、リーダは受け取ったデータに基づいて認証を行って入口の扉の開錠等を行う。
リーダ1台の消費電力は問題とならなくても、台数が増えればその消費電力は大きくなることから、リーダの電力消費を少なくする技術が開発されている。
確かに、この技術を用いれば、ユーザがリーダを使用するであろう直前にリーダの電源を入れるため、リーダの消費電力を少なくすることができる。
そこで、本発明は、全てのリーダにカメラ等の特別な装置を付加しなくても、リーダの消費電力を抑制する事ができる通信システムの提供を目的とする。
すなわち、起動信号を受信してから質問信号を送信しさえすれば、応答器の所持者が認証を行いたいときに質問信号を送信していることになる。
また、前記質問器は、更に、前記応答送信手段で送信された応答信号を受信する応答受信手段を備え、前記検知器の前記起動送信手段が起動信号を送信する周波数帯と、前記応答器の前記応答送信手段が応答信号を送信する周波数帯は同じであり、前記質問器の前記起動受信手段と前記応答受信手段とは、同一の信号受信回路を使用することとしてもよい。
また、前記制御手段は、前記質問送信手段に質問信号の送信を開始させてから、質問信号を所定時間繰り返し送信したら、質問信号の送信を終了させることとしてもよい。
また、前記制御手段は、前記質問送信手段に質問信号の送信を開始させてから、質問信号を所定回数送信したら、質問信号の送信を終了させることとしてもよい。
また、前記制御手段は、前記質問送信手段に質問信号の送信を開始させてから、前記応答手段で応答信号を受信したら、質問信号の送信を終了させることとしてもよい。
これにより、質問信号に対する応答信号を受信したら、自動的に、信号の送信を停止することができるので、省電力効果を高めることが可能となる。
これにより、質問信号を送信するとき以外は、省電力モードとして不要な回路への通電を止めるので、省電力効果を高めることが可能となる。
また、前記センサーは、電波を投射し、その反射波により自器から検知対象までの距離を検出する距離検知センサーであって、前記検知手段は、前記距離検知センサーが検出した距離に基づいて前記検知対象が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
また、前記センサーは、一定の圧力を検知する圧力検知センサーであって、
前記検知手段は、前記圧力検知センサーが検知した圧力に基づいて前記圧力を検知した位置が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
<概要>
本発明は、リーダが常時繰り返し送信している質問信号は、タグを認証するときのみでよいことに着目し、タグの所持者が近づいて来る可能性のあるとき以外は質問信号を送信しないことでリーダの省エネを図ろうとするものである。
本実施形態の通信システムを説明する前に、図1を用いて、本システムの使用例を簡単に説明する。
尚、図1は模式図であって、質問器や信号送信範囲等は実際のサイズを正確に表していない。
図1は、検知器と質問器が廊下の両壁に設置されている場合を、上から見た図である。複数の検知器と複数の質問器のうち、検知器A〜Cと質問器A〜Fとのみを記載している。検知器の周りの点線は、検知器が人を検知できる範囲を示し、一点鎖線は、検知器が送信する起動信号の到達範囲を示す。
応答器の保持者が、検知器Aの検知範囲に入ると、検知器Aが起動信号を送信し、近くの質問器を起動させる。この場合、検知器Aの起動信号送信範囲にある質問器A、B、C、Dが起動され、質問信号を所定時間繰り返し送信する。
次に、応答器の保持者が、検知器Cの検知範囲に入ると、質問器E、Fが質問信号を所定時間繰り返し送信する。この時、質問器A、B、C、Dは、所定時間質問信号を送信したら、その後は送信していない。
以下、本実施形態の通信システムを説明する。
<構成>
本システムを構成する、質問器1000、応答器2000、検知器3000について説明する。
尚、質問器1000は、壁などに設置され電気は外部電源から供給されているものとし、応答器2000は内蔵する電池を電源とするものとする。
制御部1100は、図示しないCPU、メモリ等を備え、応答器2000の認証に必要な一般的な制御処理を行う他、以下に説明する本発明に特有の処理、例えば、検知器3000からの起動信号を受信し、質問信号の送信を質問信号送信部1200に依頼する等の処理を行う。
LF信号送信部1800は、質問信号送信部1200から渡された質問信号を、誘電磁界の信号成分に重畳し、増幅して、LFアンテナ1810から送信する機能を有する。
また、応答信号受信部1300は、RF信号受信部1900から応答信号を受け取ると、制御部1100に、その旨と応答信号から取り出した情報を渡す機能を有する。
RF信号受信部1900は、RFアンテナ1910を介して応答信号を受信し、受信した応答信号を解析し、応答信号受信部1300又は起動信号受信部1400に渡す機能を有する。
次に、応答器2000は、制御部2100、質問信号受信部2200、応答信号送信部2300、LF信号受信部2800、LFアンテナ2810、RF信号送信部2900及びRFアンテナ2910で構成される。
質問信号受信部2200は、LF信号受信部2800から受信した質問信号を受け取り、受け取った質問信号を解析して必要な情報を制御部2100に渡す機能を有する。
LF信号受信部2800は、LFアンテナ2810を介して質問信号を受信し、受信した質問信号受信部2200に渡す機能を有する。
RF信号送信部2900は、応答信号送信部2300から渡された応答信号を、RFアンテナ2910を介して送信する機能を有する。このRF信号送信部2900は、電池を電源として応答信号を送信する。
光センサー3100は、可視光を検知するセンサーであり、本実施形態では、拡散反射形のセンサーであるとする。このセンサーは、投光部から出た光が検知対象に当たると、対象から反射した光が受光部に入り、受光量が増加するものである。光センサー3100は、受光部に入った受光量を検知部3200に出力している。
本検知部3200は、光センサー3100の出力している受光量が閾値以上になると、人が近づいたと推定する。この閾値は、検知器3000が設置される場所の電灯の位置や、向き、検知する距離、図1のような場合は廊下の幅などを勘案して決定されているものとする。
また、起動信号送信部3300は、検知部3200から人が近づいた旨の通知を受け取ったら、起動信号の送信をRF信号送信部3900に依頼する機能を有する。
ここで、質問器1000の制御部1100等の各部による各処理の全部または一部は、CPU(図示していない。)が各種プログラムを実行することにより実現されるものであり、応答器2000、検知器3000の各部による各処理の全部または一部も、CPU(図示していない。)が各種プログラムを実行することにより実現される。
以下、本実施形態の通信システムが用いる主なデータについて、図3を用いて説明する。
図3は、起動信号と質問信号と応答信号のデータ構成及び内容例を示す図である。図3(a)は、質問器1000が送信する質問信号10のデータ構成及び内容例であり、図3(b)は、応答器2000が送信する応答信号20のデータ構成及び内容例であり、図3(c)は、検知器3000が送信する起動信号30のデータ構成及び内容例である。
PR11は、質問信号10のデータの始まりを示すビット列(同期符号)であり、UW12は、いわゆるフレーム同期信号である。また、CRC14は、質問信号10を受信した応答器2000が、受信した質問信号10に誤りが発生しているか否かを検出するためのデータである。
次に、図3(b)の応答信号20は、PR21、UW22、質問器ID23、応答器ID24及びCRC25で構成される。
PR21は、応答信号20のデータの始まりを示すビット列(同期符号)であり、UW22は、いわゆるフレーム同期信号である。また、CRC25は、応答信号20を受信した質問器1000が、受信した応答信号20に誤りが発生しているか否かを検出するためのデータである。
応答器ID24は、応答信号20を送信した応答器2000の識別子であり、応答器が内部の作業メモリに予め記憶しているものとする。
PR31は、起動信号30のデータの始まりを示すビット列(同期符号)であり、UW32は、いわゆるフレーム同期信号であり、CRC34は、起動信号30を受信した質問器1000が、受信した起動信号30に誤りが発生しているか否かを検出するためのデータである。
<動作>
以下、上述した通信システムの、検知器3000が人を検知した時の検知器3000と質問器1000と応答器2000の動作について説明する。
図4は、検知器3000の起動信号送信処理と、質問器1000の質問信号送信処理と、応答器2000の応答処理とを示すフローチャートである。本図では、点線は起動信号等の信号の送信を表すものとする。
検知器3000の検知部3200は、光センサー3100からの受光量が閾値を超えたら人が近づいてきたと判断し、その旨を起動信号送信部3300に通知する(ステップS10:YES)。光センサー3100からの受光量が閾値以下である場合には、人は近づいてきていないと判断して、さらに光センサー3100からの受光量の観察を続ける(ステップS10:NO)。
送信依頼を受けたRF信号送信部3900は、RFアンテナ3910を介して起動信号30を送信する(ステップS11)。
起動信号30を渡された起動信号受信部1400は、起動信号30内の起動指示33を確認し、制御部1100に質問信号10の送信を開始するよう依頼する(ステップS21)。この際、内部の作業メモリに予め記憶している送信期間、「3分」を渡す。
尚、起動信号を指定時間の経過前に受信した場合は、新たに計測を開始することになる。
計測を開始したところであるので、指定時間は経過しておらず(ステップS23:NO)、制御部1100は、質問信号送信部1200に質問信号10の送信を依頼する。
質問信号送信部1200に、質問信号を送信するよう依頼した制御部1100は、依頼してから所定周期、例えば、300msの間に応答信号受信部1300から応答信号20(図3(b)参照)を受け取らなかった場合は(ステップS25:NO)、質問信号送信部1200に、質問信号を送信するよう依頼する(ステップS24)。
制御部1100は、所定周期で質問信号送信部1400に質問信号の送信を依頼し、繰り返し質問信号の送信(ステップS23〜ステップS26)を行い、所定時間が経過したら(ステップS23:YES)、質問信号10送信を終了する(ステップS27)。
応答器2000のLF信号受信部2800は、LFアンテナ2810を介して質問器1000が送信した質問信号10を受信し、受信した質問信号10を質問信号受信部2200に渡す(ステップS30)。
質問信号受信部2200は、受け取った質問信号10の質問器ID13を制御部2100に渡す。
依頼を受けた応答信号送信部2300は、応答信号20を生成し、生成した応答信号20をRF信号送信部2900に渡して、送信を依頼する。応答信号送信部2300は、受け取った質問器ID13を、応答信号20の質問器ID23に設定し、自器のIDを応答器ID24に設定して応答信号20を生成する。
<補足>
以上、本発明に係る通信システムについて実施形態に基づいて説明したが、このシステムを部分的に変形することもでき、本発明は上述の実施形態に限られないことは勿論である。即ち、
(1)実施形態では、検知器の所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを、光センサーのうち、拡散反射形のセンサーを用いて検知することとしているが、他のセンサーを用いてもよい。
また、光センサー以外のセンサーとして、距離検知センサーを用いても良い。この場合、検知器に人が近づくと、検知器と人との距離を測定するような位置と向きに距離検知センサーを設置する必要がある。測定した距離が、例えば、50センチメートル以下の場合、所定範囲に検知対象である人が進入していると判断する。距離検知センサーは、例えば、レーザ光を照射し、人に当たって散乱した光をフォトダイオードで捉え、その照射から受光までの時間から人までの距離を測定する。
また、圧力検知センサーを用いても良い。この場合、例えば、質問器の周囲の所定範囲の床に所定圧力以上の圧力を検出すると、検知対象である人が進入してきたと判断する。
(2)実施形態では、質問信号の送信を終了する条件を、質問信号を所定時間送信することとしているが、他の条件であってもよい。
また、質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを検知するために用いるセンサーに応じて、この条件を定めても良い。
例えば、光センサーを用いて、照度が弱くなった場合に質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたと判断している場合には、照度に応じた電荷が閾値を超えたことを条件としても良い。
また、熱感知センサーを用いている場合は、センサーが検知する温度が、体温よりも低くなったことを条件としても良い。
また、圧力検知センサーを用いている場合は、質問器の周囲の所定範囲の床に所定圧力以上の圧力を検出しなくなったことを条件としても良い。
(3)実施形態では、起動信号30には起動指示33のみが含まれていることとしているが、質問信号の送信期間や回数などを含むこととしてもよい。
また、制御部1100は、起動指示を受けるまでは、質問信号の送信や応答信号の受信に必要な回路に通電しない等の省電力状態としておいて、送受信が終了したら省電力状態に戻すこととしても良い。
(4)本実施形態では、検知器から質問器への起動信号は無線で送信することとしているが、有線で送ることとしても良い。
(5)通信システムに含まれる質問器、応答器、検知器においては、図2等の各構成要素の全部又は一部を、1チップ又は複数チップの集積回路で実現してもよい。
(6)実施形態で示した通信システムの各機能を実現させる為の各制御処理(図4参照)をCPUに実行させる為のプログラムを、記録媒体に記録し又は各種通信路等を介して、流通させ頒布することもできる。このような記録媒体には、ICカード、光ディスク、フレキシブルディスク、ROM、フラッシュメモリ等がある。流通、頒布されたプログラムは、機器におけるCPUで読み取り可能なメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのCPUがそのプログラムを実行することにより実施形態で示した各機能が実現される。
20 応答信号
30 起動信号
1000 質問器
1100 2100 3100 制御部
1200 質問信号送信部
1300 応答信号受信部
1400 起動信号受信部
1800 2800 LF信号送受信部
1810 2810 LFアンテナ
1900 RF信号受信部
1910 2910 3910 RFアンテナ
2000 応答器
2200 質問信号受信部
2300 応答信号送信部
2900 3900 RF信号送信部
3000 検知器
3100 光センサー
3200 検知部
3300 起動信号送信部
Claims (11)
- 複数の質問器と応答器とから成り、各質問器は応答器と無線通信を行う通信システムであって、
前記通信システムは、各質問器と通信を行う検知器を備え、
前記検知器は、
センサーと、
自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを前記センサーを用いて検知する検知手段と、
前記検知手段が前記所定の範囲に検知対象が進入したことを検知したときに、起動信号を前記複数の質問器に送信する起動送信手段とを備え、
前記質問器は、
前記起動信号を受信する起動受信手段と、
質問信号を繰り返し送信する質問送信手段と、
前記起動受信手段が起動信号を受信したら、前記質問送信手段に質問信号の送信を開始させる制御手段とを備え、
前記応答器は、
前記質問信号を受信する質問受信手段と、
前記質問受信手段で質問信号を受信したら、当該質問信号に対して応答信号を送信する応答送信手段とを備え、
前記質問器は、更に、前記応答送信手段で送信された応答信号を受信する応答受信手段を備え、
前記検知器の前記起動送信手段が起動信号を送信する周波数帯と、前記応答器の前記応答送信手段が応答信号を送信する周波数帯は同じであり、
前記質問器の前記起動受信手段と前記応答受信手段とは、同一の信号受信回路を使用する
ことを特徴とする通信システム。 - 前記起動送信手段の起動信号を受信する複数の質問器は、当該起動信号の到達範囲内であって、前記検知対象が近づく可能性のある質問器である
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記制御手段は、前記質問送信手段に質問信号の送信を開始させてから、質問信号を所定時間繰り返し送信したら、質問信号の送信を終了させる
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記制御手段は、前記質問送信手段に質問信号の送信を開始させてから、質問信号を所定回数送信したら、質問信号の送信を終了させる
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記制御手段は、前記質問送信手段に質問信号の送信を開始させてから、前記応答手段で応答信号を受信したら、質問信号の送信を終了させる
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記制御手段は、前記質問送信手段を省電力状態から通常電力状態としてから質問信号の送信を開始させ、質問信号の送信を終了させたら省電力状態とする
ことを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の通信システム。 - 前記センサーは、照度を検出する光検知センサーであって、
前記検知手段は、前記光検知センサーが検出している照度が閾値を越える値から閾値以下になったときに、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記センサーは、電波を投射し、その反射波により自器から検知対象までの距離を検出する距離検知センサーであって、
前記検知手段は、前記距離検知センサーが検出した距離に基づいて前記検知対象が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記センサーは、熱を検知する熱感知センサーであって、
前記検知手段は、前記熱感知センサーが検知した熱に基づいて熱源が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記センサーは、一定の圧力を検知する圧力検知センサーであって、
前記検知手段は、前記圧力検知センサーが検知した圧力に基づいて前記圧力を検知した位置が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 複数の質問器と応答器とから成り、各質問器は応答器と無線通信を行う通信システムで用いられる信号送信方法であって、
前記通信システムは、各質問器と通信を行う検知器を備え、
前記検知器は、センサーを備え、
前記検知器が、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを前記センサーを用いて検知する検知ステップと、
前記検知器が、前記検知ステップで前記所定の範囲に検知対象が進入したことを検知したときに、起動信号を前記複数の質問器に送信する起動送信ステップと、
前記質問器が、前記起動信号を受信する起動受信ステップと、
前記質問器が、質問信号を繰り返し送信する質問送信ステップと、
前記質問器が、前記起動受信ステップで起動信号を受信したら、前記質問送信ステップで質問信号の送信を開始させる制御ステップと、
前記応答器が、前記質問信号を受信する質問受信ステップと、
前記応答器が、前記質問受信ステップで質問信号を受信したら、当該質問信号に対して応答信号を送信する応答送信ステップとを含み、
更に、前記質問器が、前記応答送信ステップで送信された応答信号を受信する応答受信ステップを含み、
前記検知器による前記起動送信ステップにおいて起動信号を送信する周波数帯と、前記応答器による前記応答送信ステップにおいて応答信号を送信する周波数帯は同じであり、
前記質問器による、前記起動受信ステップと前記応答受信ステップは、同一の信号受信回路を使用して受信を行う
ことを特徴とする信号送信方法。
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