JP6278280B2 - センサネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、検知対象に設置したセンサからの検知情報を取得するセンサネットワークシステムに関する。

例えば、工場、ビルなどにおいて、温度湿度などの環境情報の取得、火災の検知などを行うために、検知対象の場所にセンサを設置し、センサにより検知した各種検知情報を取得する検知システムが用いられることがある。工場、ビルなどの検知対象エリアが大きな場所では、ネットワークを介して検知情報を伝送するセンサネットワークシステムを構築し、検知情報を収集することが行われる。

この種のセンサネットワークシステムの例として、例えば特許文献１に開示されたエネルギー監視システムがある。従来例のエネルギー監視システムでは、複数のセンサと、各センサが取得した情報を通信情報に変換するセンサノードと、センサ情報を遠隔で収集監視する監視装置と、センサノードと監視装置間で情報を伝達する通信手段とを有し、通信周波数の異なる少なくとも２種の無線センサノードによって通信を行う構成である。この構成によって、電源条件又は使用する周波数帯域の制限条件にかかわらずにエネルギー監視システムを構築可能となっている。

特許第５１４６２７６号公報

センサネットワークシステムを工場、ビルなどに適用する場合、レイアウト変更又は新規の検知対象の設置などに伴い、センサの移動又は新設が生じ得る。センサからの検知情報を無線通信によって取得する場合、センサの配置の自由度はあるものの、センサ位置の変更に伴って通信品質が悪化したり、伝送距離の延長、部屋の移動などによって無線通信が不可になるようなこともあり得る。このような場合は、代替通信システムとして、他の無線通信システムを用いたり、有線通信システムを用いて、検知情報を伝送する必要がある。

例えば、工場において製造工程のモニタリングを行うシステムでは、製造ラインの組み替えに対応させて、センサの位置又は数を変更する場合、センサからの検知情報を無線通信により安定して受信するために、センサノードの配置変更が必要になることがある。製造ラインの組み替えは、製造する製品毎などに行われ、場合によっては１日に複数回配置変更を行うことも生じ得る。また、ビルにおいて室内環境のモニタリング、異常検知などを行うシステムでは、内部のレイアウト変更に合わせてセンサ及びセンサノードの配置変更が必要になる場合がある。

検知対象エリアのレイアウト変更に対応するために、新たな無線通信システムを増設するには、多くのコストを要する。また、レイアウト変更に伴って有線通信システムの伝送ケーブルを新たに敷設することは、環境によってはケーブル敷設が困難であったり、多大なコスト、時間を要するなどの課題がある。上記従来例においても、多様なレイアウト変更に対応するには、必要に応じて異なる無線センサノードを設置する、或いは代替の有線通信システムを設ける等の対処が必要になり、自由度の高いセンサ配置への対応が困難な場合があった。また、従来のセンサネットワークシステムでは、検知対象の位置変更に対応しつつ、センサの検知位置、検知内容等に応じて、例えば異常が検知された場所、火災発生の有無などによって、報知対象領域、報知内容等を変更し、適応的に報知を行うことが困難であった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するために、どのような検知対象の配置にも柔軟に対応して簡易にシステムを構築でき、安定的に検知情報の取得が可能なセンサネットワークシステムを提供することを目的とする。また、本発明は、センサの検知位置、検知内容等に応じて、適応的な報知が可能なシステムを簡易に構築できるセンサネットワークシステムを提供することを目的とする。

本発明は、センサによる検知情報を受信するセンサ親機と、前記センサ親機からの検知情報を取得するデータサーバと、前記データサーバからの報知情報を受信して報知を行う報知装置と、を有し、前記センサ親機は、無線通信によってセンサと接続され、前記センサ親機と前記データサーバとは、電力線通信を含む有線通信によって接続され、前記データサーバと前記報知装置とは、前記センサ親機を経由して少なくとも一部の通信経路が電力線通信を含む有線通信によって接続されるものであり、前記データサーバは、前記取得した検知情報に基づき、報知対象と報知内容の少なくとも一方について、検知情報に対応した報知を実行する、センサネットワークシステムを提供する。

本発明によれば、どのような検知対象の配置にも柔軟に対応して簡易にシステムを構築でき、安定的に検知情報の取得が可能なセンサネットワークシステムを実現できる。

本実施形態のセンサネットワークシステムの構成の一例を示す図 本実施形態のセンサネットワークシステムの具体的な構成例を示す図 本実施形態のセンサネットワークシステムの具体的な他の構成例を示す図 センサ親機の構成例を示すブロック図 ＰＬＣ親機の構成例を示すブロック図 データサーバの構成例を示すブロック図 本実施形態のセンサネットワークシステムにおけるデータの流れを説明する図であり、図７（Ａ）はセンサデータ収集時の動作を示す図、図７（Ｂ）はアラート通知時の動作を示す図、図７（Ｃ）は音声通話時の動作を示す図 本実施形態におけるセンサデータ収集及びアラート通知に関する処理を示すフローチャート 監視端末の表示部に表示されるアラート発信画面の一例を示す図 センサを管理する管理データを格納したセンサ管理テーブルの例を示す図 音声端末、報知装置等の機器を管理する管理データを格納した機器管理テーブルの例を示す図 第１のユースケースのシステム構成及び動作を説明する図 第２のユースケースのシステム構成及び動作を説明する図 第２のユースケースにおける避難誘導の具体例を示す図 第３のユースケースのシステム構成及び動作を説明する図

以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係るセンサネットワークシステムを具体的に開示した各実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

本実施形態では、センサネットワークシステムの例として、工場、ビルなどの大規模施設の検知対象エリアにおいてセンサ及びセンサ親機を設け、センサにて検知した検知情報を取得し、検知内容に応じて報知を行うシステムの構成例を示す。但し、本発明に係るセンサネットワークシステムの実施形態は、後述する本実施形態の内容に限定されない。

（システム全体構成）
図１は、本実施形態のセンサネットワークシステムの構成の一例を示す図である。センサネットワークシステムは、各種状態の検知を行うセンサ１１（複数のセンサ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆを代表する）と、センサ１１からの検知情報を取得するセンサ親機１５（複数のセンサ親機１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄを代表する）とを有する。センサ１１とセンサ親機１５とは、無線接続され、機器間にて無線通信を行って検知情報を含むデータを送受信する。

センサ１１とセンサ親機１５との間の無線通信は、例えば、ＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunications）の無線通信方式を用いる。この場合、センサ１１は、詳細は図示しないが、温度、湿度、煙、ガス、火災等の各種の状態を検知する検知部と、検知状態を表す検知情報をＤＥＣＴの無線信号により送信するＤＥＣＴ通信部とを有する。なお、センサ１１は、電波を送信する発信機を有し、センサ親機１５におけるセンサ１１からの送信信号の受信強度により位置を検出してセンサ１１を含む物体の位置検知を行うための位置センサを含む。センサ親機１５は、無線接続されたセンサ１１との間の通信を制御し、各センサ１１から伝送される検知情報を取得する。

また、センサネットワークシステムは、無線通信による音声通話が可能な音声端末１２（複数の音声端末１２Ａ、１２Ｂを代表する）と、センサ１１による検知情報（状態など）に応じた報知を行う報知装置１３（複数の報知装置１３Ａ、１３Ｂを代表する）とを有する。音声端末１２は、詳細は図示しないが、マイクと、スピーカと、音声信号を処理するＣＯＤＥＣ（COder/DECoder）ブロック及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）と、音声信号をＤＥＣＴの無線信号により送信するＤＥＣＴ通信部とを有する。音声端末１２は、センサ親機１５と無線接続され、機器間にて無線通信を行って構内電話用の音声信号及び各種データを送受信する。なお、音声端末１２は、音声信号によって検知情報を伝送するセンサとしての機能を有する場合も含む。センサ親機１５は、無線接続された音声端末１２との間の通信を制御し、通信対象となる特定の音声端末１２に対して音声信号を送受信し、構内電話の通話を可能にする。

報知装置１３は、詳細は図示しないが、各種報知を行うためのスピーカ、表示デバイス（ディスプレイ又はＬＥＤ表示器など）等と、報知情報を受信する通信部（ＤＥＣＴの無線通信部又は有線通信部）とを有する。報知装置１３は、センサ親機１５と無線又は有線によって接続され、機器間にて無線通信又は有線通信を行って報知情報を含むデータ、或いは音声信号を受信する。センサ親機１５は、無線接続又は有線接続された報知装置１３との間の通信を制御し、報知対象となる特定の報知装置１３に対して報知情報又は音声信号を送信する。なお、音声端末１２は、音声信号によって報知情報を受信する報知装置としての機能を有する場合も含む。報知装置１３は、検知位置、検知した状態などの検知情報に対応して、報知対象と報知内容の少なくとも一方について、適応的な報知を実行する。

センサ親機１５は、通信線としての電力線１８に接続され、電力線１８を介してＰＬＣ（Power Line Communications）親機１６と接続される。複数のセンサ親機１５を有する場合、各センサ親機１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５ＤとＰＬＣ親機１６とが相互に電力線１８を介して接続される。電力線１８は、センサネットワークシステムの設置場所に設けられる各種機器又は照明装置への電力供給を行う商用電源の配線を用いればよい。なお、通信線は、電力線１８の代わりに、同軸線等の配線を用いてもよい。センサ親機１５とＰＬＣ親機１６とは、ＰＬＣによる有線通信を行い、検知情報、報知情報等を含むデータ、及び音声信号を送受信する。センサ親機１５は、ＤＥＣＴ等による無線通信機能と、ＰＬＣによる有線通信機能とを有する。センサ親機１５の構成については後述する。

ＰＬＣ親機１６は、電力線１８を介して接続されたセンサ親機１５との間の通信を制御し、センサ親機１５から伝送されるデータを収集し、送信対象となる特定のセンサ親機１５に対してデータを送信する。ＰＬＣ親機１６の構成については後述する。

ＰＬＣ親機１６は、データサーバ１７と接続され、データサーバ１７との間でデータを送受信する。ＰＬＣ親機１６とデータサーバ１７との間の通信は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ、ＲＳ−２３２Ｃ等の有線通信によって行われる。データサーバ１７は、センサ１１にて検知した検知情報を含むデータを、センサ親機１５、ＰＬＣ親機１６を介して取得し、図示しないメモリ又はストレージに記憶して蓄積する。データサーバ１７は、センサ１１の検知情報に基づき、所定の状態になったこと、或いは異常などの所定の事象が検知されたことを判定し、対応する報知情報を含むデータを送信する。データサーバ１７からの報知情報は、ＰＬＣ親機１６、センサ親機１５を介して送信対象の報知装置１３に対して伝送される。データサーバ１７の構成については後述する。

なお、センサ１１、センサ親機１５、音声端末１２、報知装置１３は、センサネットワークシステムの設置場所に応じて、単数又は複数の所定数設ければよい。

（システム構成例１）
図２は、本実施形態のセンサネットワークシステムの具体的な構成例を示す図である。図２では、１階と２階の２つのフロアに設けられた複数の部屋にそれぞれセンサ１１及びセンサ親機１５を設け、各センサ親機１５とＰＬＣ親機１６とを電力線１８によって接続した構成例を示している。

検知対象エリアにおいて、２階の各部屋にはセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇが壁等に設置され、１階の各部屋にはセンサ１１ｈ、１１ｉ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｍ、１１ｎが壁等に設置される。センサ１１ａ〜１１ｎは、電池又はエナジーハーベストによって駆動電力を得て検知動作及び無線通信動作を実行するものである。なお、センサ１１ａ〜１１ｎは、電力線１８からの商用電源など、他の外部電源により駆動するものであってもよい。また、建物内には、報知装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃが適宜設置される。さらに、検知対象エリア内には、音声端末１２ａ、１２ｂが適宜位置している。

各部屋の天井には、センサ親機１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇが設置される。センサ親機１５ａ〜１５ｇには、センサ１１ａ〜１１ｎ、音声端末１２ａ、１２ｂ、報知装置１３ａ〜１３ｃが無線接続又は有線接続される。図示例では、報知装置１３ｂのみがセンサ親機１５ｄと有線接続され、他はセンサ親機１５ａ〜１５ｇのいずれかに無線接続される構成を示したが、センサ１、音声端末、報知装置のうちのいずれかがセンサ親機と直接有線接続されていてもよい。センサ親機１５ａ〜１５ｇは、各部屋の天井内部に配線された電力線１８に接続される。センサ親機１５ａ〜１５ｇは、電力線１８を伝送される商用電源により駆動するものであるが、電池を内蔵し、電池を電源として駆動するものであってもよい。

監視室には、ＰＬＣ親機１６、データサーバ１７が設置され、ＰＬＣ親機１６が壁内部に配線された電力線１８に接続され、ＰＬＣ親機１６とデータサーバ１７が有線接続される。ＰＬＣ親機１６には、センサ親機１５ａ〜１５ｇからのデータ又は音声信号が伝送され、ＰＬＣ親機１６からデータサーバ１７に転送される。また、データサーバ１７から送信されるデータ又は音声信号は、ＰＬＣ親機１６より送信対象である所定のセンサ親機に伝送される。

例えば、特定のセンサ１１ｃによって異常が検知された場合、データサーバ１７は、異常検知された場所に応じて予め設定された報知装置（例えば検知位置の近傍にある報知装置１３ａ）を報知対象に決定し、報知情報を送信する。この際、検知位置に応じた報知対象エリアを決定し、報知対象エリアにある報知装置に報知情報を送信してもよい。また、データサーバ１７は、検知された状態に応じて予め設定された内容の報知情報を、報知対象となる報知装置に対して送信する。なお、地震発生時などに、データサーバ１７によって報知装置に対して異常報知（アラート報知）などを一斉に報知することも可能である。また、報知装置１３の位置に応じて、例えば火災等の異常が発生した場合の位置に応じた避難経路の案内などを報知情報とし、報知場所に応じた報知を実行してもよい。

センサ１１ａ〜１１ｎは、電池駆動又はエナジーハーベスト駆動とし、センサ親機１５ａ〜１５ｇとの間で無線通信を行うことにより、所望の場所に自由に設置可能である。センサ親機１５ａ〜１５ｇとＰＬＣ親機１６との間でＰＬＣによる有線通信を行うことにより、検知対象エリアにおいて床、壁等を超えた広範囲での安定した通信が可能である。また、センサネットワークシステムの機器間にて双方向通信を行うことにより、検知情報の収集だけでなく、音声通話、報知（現在の状態報知、異常発生時の異常報知など）を行う通信システムを統合できる。

また、センサ親機１５ａ〜１５ｇを電池駆動とした場合、停電時であっても一定時間動作可能である。この場合、センサ親機１５ａ〜１５ｇは、電力線１８からの入力電圧を監視し、停電又はブレーカの遮断を検知した場合は検知信号をＰＬＣ親機１６に送信する。これにより、監視室において停電状態を監視できる。ＰＬＣ通信部を持つセンサ親機１５ａ〜１５ｇには、電力線１８に供給される交流電力の電源周波数に同期したノイズを検出してノイズ低減を行うために、交流電力のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路が設けられる。このゼロクロス検出回路を利用して、新たに停電検知回路を設けることなく、ゼロクロス点の不検出により停電検知が可能であり、システムの電圧監視機能を実現できる。

また、センサ１１ａ〜１１ｎとセンサ親機１５ａ〜１５ｇとの間で無線通信を行う場合に、複数のセンサ親機１５ａ〜１５ｇが相互干渉しないように、データサーバ１７が都度選択したセンサ親機１５に対してのみ、データ送信要求を送る。センサ親機１５は、データサーバ１７からのデータ送信要求を受けると、自装置の通信範囲にあるセンサ１１からの信号を受信する。データサーバ１７は、センサ１１の位置に応じてセンサ１１とセンサ親機１５との対応（紐付け、ペアリング）を決定し、センサ管理テーブルによって各センサを管理する。センサ管理テーブルについては後述する。データサーバ１７は、センサ管理テーブルに基づいて特定のセンサ親機１５にデータ送信要求を送り、データ送信要求を受けたセンサ親機１５が自装置に紐付けられているセンサ１１の信号を受信する。これにより、センサ親機１５ａ〜１５ｇ間の相互干渉を低減でき、無線通信の伝達特性を改善できる。

（システム構成例２）
図３は、本実施形態のセンサネットワークシステムの具体的な他の構成例を示す図である。図３は図２の変形例であり、通信線として電力線１８の代わりに同軸線１９を用いた構成を示している。

検知対象エリアにおいて、２階の各部屋にはセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが壁等に設置され、１階の各部屋にはセンサ１１ｅ、１１ｆ、１１ｇが壁等に設置される。各部屋の壁等には、センサ親機１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇが設置され、センサ親機１５ａ〜１５ｇには、センサ１１ａ〜１１ｇ、音声端末１２ａ、１２ｂ、報知装置１３ａ〜１３ｃが無線接続又は有線接続される。

センサ親機１５ａ〜１５ｇは、各部屋の壁、床或いは天井の内部に配線された同軸線１９に接続される。例えば、ＴＶ視聴用のアンテナケーブルなど、同軸線１９が建物内に配線されている場合は、同軸線１９を電力線１８と同様に用いて、センサ親機１５ａ〜１５ｇとＰＬＣ親機１６との間で有線通信を行うことができる。この場合、同軸線１９に接続されたセンサ親機１５ａ〜１５ｇ及びＰＬＣ親機１６の電源供給は、同軸線経由でもよいし、他の電源線経由で行ってもよい。同軸線１９を用いた構成においても、電力線１８の場合と同様に、ＤＥＣＴ等による無線通信とＰＬＣによる有線通信とを利用して、センサの検知情報の収集、音声通話、検知状況に応じた報知を実行可能である。

（センサ親機構成例）
図４は、センサ親機１５の構成例を示すブロック図である。センサ親機１５は、ＤＥＣＴ通信部２１と、ＰＬＣ通信部２２とを有する。ＤＥＣＴ通信部２１とＰＬＣ通信部２２とはレベル変換回路２３を介して接続され、２つの通信部の間で相互にデータを伝送可能に構成される。センサ親機１５のＰＬＣ通信部２２は、電力線１８に接続される。

ＰＬＣ通信部２２は、メインＩＣ（Integrated Circuit）２６、メモリ２７１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）２７２、ドライバＩＣ２７３、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）２７４、トランス２７５、及びカップリング用コンデンサ２７６、２７７を有する。

メインＩＣ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２６１、ＰＬＣ・ＭＡＣ（Power Line Communication - Media Access Control layer）ブロック２６２、ＰＬＣ・ＰＨＹ（Power Line Communication - Physical layer）ブロック２６３、及びＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）ブロック２６４を含む。また、メインＩＣ２６は、ＤＡ変換器（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）２６５、ＡＤ変換器（ＡＤＣ：Analog to Digital Converter）２６６、及び可変増幅器（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier）２６７を含む。

ＣＰＵ２６１は、メモリ２７１に記憶されたプログラム、データを利用して、ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２６２、及びＰＬＣ・ＰＨＹブロック２６３の動作を制御し、ＰＬＣ通信部２２の全体を制御する。ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２６２は、送信信号及び受信信号のＭＡＣ層を管理する。ＰＬＣ・ＰＨＹブロック２６３は、送信信号及び受信信号のＰＨＹ層を管理する。ＵＡＲＴブロック２６４は、非同期でシリアル通信を行うインタフェースであり、ＣＰＵ２６１とＤＥＣＴ通信部２１のプロセッサとの間でデータの送信、受信を行う。

ＰＬＣ通信部２２は、送信用の回路として、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック２６３の出力端にＤＡ変換器２６５、ローパスフィルタ２７２、及びドライバＩＣ２７３が接続される。また、ＰＬＣ通信部２２は、受信用の回路として、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック２６３の入力端にＡＤ変換器２６６、可変増幅器２６７、及びバンドパスフィルタ２７４が接続される。ドライバＩＣ２７３とバンドパスフィルタ２７４はトランス２７５の一端に接続され、トランス２７５の他端は、カップリング用コンデンサ２７６、２７７を介して電力線１８に接続される。

メインＩＣ２６は、一般的なモデムと同様に、例えばデータ通信のための基本的な制御又は変復調を含む信号処理を行う電気回路（ＬＳＩ：Large Scale Integration）である。例えば、メインＩＣ２６は、ＤＥＣＴ通信部２１から伝送されレベル変換回路２３を介して入力されるデータを変調し、送信信号（データ）として電力線１８側に出力する。また、メインＩＣ２６は、電力線１８側から伝送され入力される信号を、受信信号（データ）として復調し、レベル変換回路２３を介してＤＥＣＴ通信部２１に出力する。レベル変換回路２３は、接続する２つの回路間のハイレベルの電圧を変換するものである。例えばＰＬＣ通信部２２のハイレベルが３．３Ｖ、ＤＥＣＴ通信部２１のハイレベルが１．８Ｖの場合、レベル変換回路２３は、一方の回路の信号電圧を他方の回路の信号電圧と適合するようにレベル変換を行う。

ＤＥＣＴ通信部２１は、メインＩＣ２４、及びＲＦ（Radio Frequency）回路２５を有する。メインＩＣ２４は、無線送受信回路（RADIO TRANSIVER）２４１、メモリ２４２、ＣＰＵ２４３、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２４４、ＣＯＤＥＣ（COder/DECoder）ブロック２４５、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）ブロック２４６、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２４７、及びＵＡＲＴブロック２４８を含む。

ＣＰＵ２４３は、メモリ２４２に記憶されたプログラム、データを利用して、無線送受信回路２４１の動作を制御し、ＤＥＣＴ通信部２１の全体を制御する。メモリ２４２とＣＰＵ２４３との間は、ＦＩＦＯ（First-In First-Out）処理によりデータ転送を行う。ＣＯＤＥＣブロック２４５は、図示しないマイク、スピーカ等の音声機器が接続可能であり、音声信号のエンコード、デコードを行う。ＤＳＰ２４４は、エンコードされた音声データの各種処理を行う。ＳＰＩブロック２４６は、図示しないセンサ等のデジタル出力端が接続可能であり、入力されるデジタル信号のシリアル／パラレル変換を行う。ＡＤ変換器２４７は、図示しないセンサ等のアナログ出力端が接続可能であり、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＵＡＲＴブロック２４８は、前述したＰＬＣ通信部２２のＵＡＲＴブロック２６４と協働し、ＰＬＣ通信部２２のプロセッサとの間でデータの送信、受信を行う。

無線送受信回路２４１は、符号化回路、復号化回路等の信号処理回路を有し、ＤＥＣＴの通信方式によるベースバンド帯域の無線通信処理を実行する。ＲＦ回路２５は、アンテナ、周波数変換回路、変調回路、復調回路等の無線通信回路を有し、ＤＥＣＴの通信方式に対応した無線周波数帯域の送信動作、受信動作を実行する。メインＩＣ２４は、無線送受信回路２４１にて受信され入力される受信信号（データ）を信号処理し、レベル変換回路２３を介してＰＬＣ通信部２２に出力する。また、メインＩＣ２４は、ＰＬＣ通信部２２からから伝送されレベル変換回路２３を介して入力されるデータを信号処理し、送信信号（データ）として無線送受信回路２４１に出力し、無線送受信回路２４１から送信する。

上記構成により、センサ親機１５は、ＤＥＣＴ通信部２１によってセンサ１１、音声端末１２、報知装置１３と無線通信し、センサ１１からの検知情報の収集、音声端末１２との間での音声信号の送受信、報知装置１３への報知情報の伝送を行う。また、センサ親機１５は、ＰＬＣ通信部２２によってＰＬＣ親機１６と有線通信し、ＰＬＣ親機１６に接続されたデータサーバ１７との間で、検知情報、音声信号、報知情報の伝送を行う。

また、センサ親機１５において、ＰＬＣ通信部２２と並列に、コイルを有してなるインピーダンスアッパ２８が電力線１８に接続され、インピーダンスアッパ２８を介して外部電源用のコンセント２９が設けられる。コンセント２９は、天井の照明設置箇所、床面、壁面などに設けてもよい。インピーダンスアッパ２８を介した外部端子であるコンセント２９に照明装置、電子機器等の周辺機器の電源ラインを接続することにより、ＰＬＣ通信部２２から見た周辺機器のインピーダンスを高くする。これによって、電力線通信の通信信号の減衰、及び周辺機器からのノイズの影響を低減でき、電力線通信時の信号伝達特性を改善できる。

（ＰＬＣ親機構成例）
図５は、ＰＬＣ親機１６の構成例を示すブロック図である。ＰＬＣ親機１６は、ＰＬＣによる有線通信を行うＰＬＣ通信部を有し、電力線１８に接続される。また、ＰＬＣ親機１６は、データサーバ１７との間で有線通信を行う有線通信回路３３を有し、有線通信用の接続端子３４、及び図示しない通信ケーブルを介して、データサーバ１７と接続される。

ＰＬＣ親機１６は、ＰＬＣ通信部として、メインＩＣ３１、メモリ３２１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２２、ドライバＩＣ３２３、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２４、トランス３２５、及びカップリング用コンデンサ３２６、３２７を有する。メインＩＣ３１は、ＣＰＵ３１１、ＰＬＣ・ＭＡＣブロック３１２、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック３１３、ＤＡ変換器（ＤＡＣ）３１５、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）３１６、及び可変増幅器（ＶＧＡ）３１７を含む。ＰＬＣ通信部は、図４に示したセンサ親機１５のＰＬＣ通信部２２と同様の構成及び機能を有するものであり、重複する部分の説明は省略する。

メインＩＣ３１は、電力線１８側から伝送され入力される信号を、受信信号（データ）として復調し、有線通信回路３３に出力する。メインＩＣ３１は、有線通信回路３３から伝送されて入力されるデータを変調し、送信信号（データ）として電力線１８側に出力する。有線通信回路３３は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ、ＲＳ−２３２Ｃ等の通信インタフェースを構成する回路であり、データサーバ１７とＰＬＣ親機１６との間のデータ伝送を実行する。なお、ＰＬＣ親機１６は、データサーバ１７、監視端末などの他の装置と無線通信を行う無線通信部を有していてもよい。

（データサーバ構成例）
図６は、データサーバ１７の構成例を示すブロック図である。データサーバ１７は、ハードウェア構成としては、ＣＰＵ、メモリ、ストレージ、通信インタフェース等を有してなるコンピュータにより構成される。データサーバ１７は、通信回路４１、演算処理部４２、メモリ部４３、表示回路４４を有する。

データサーバ１７は、有線通信用の接続端子４５、及び図示しない通信ケーブルを介して、ＰＬＣ親機１６と接続される。通信回路４１は、ＰＬＣ親機１６の有線通信回路３３と対応して、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ、ＲＳ−２３２Ｃ等の通信インタフェースを構成する回路であり、データサーバ１７とＰＬＣ親機１６との間のデータ伝送を実行する。

演算処理部４２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を有して構成され、所定のソフトウェアプログラムに従って、データサーバ１７の動作に関する演算処理を実行する。メモリ部４３は、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ等によるストレージを有して構成され、センサネットワークシステムにおける各種データを記憶し、蓄積する。メモリ部４３には、詳細は後述するが、検知対象エリア内のセンサ１１を管理する管理データを格納したセンサ管理テーブル、音声端末１２、報知装置１３等の機器を管理する管理データを格納した機器管理テーブル等が記憶される。

また、データサーバ１７は、映像出力用の接続端子４６、及び図示しない映像ケーブルを介して、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬ（Electroluminescence）を用いて構成される表示モニタとしてのディスプレイと接続される。表示回路４４は、演算処理部４２から出力される表示データを信号処理して画面表示用の映像信号を生成し、ディスプレイに対して出力する。ディスプレイには、センサ管理テーブル、センサの配置状況、報知装置への報知内容など、検知情報の収集及び通知情報の配信に関する各種情報を表示する。

（システム動作概要説明）
図７は、本実施形態のセンサネットワークシステムにおけるデータの流れを説明する図であり、図７（Ａ）はセンサデータ収集時の動作を示す図、図７（Ｂ）はアラート通知時の動作を示す図、図７（Ｃ）は音声通話時の動作を示す図である。

図７（Ａ）に示すように、センサデータを収集する場合は、検知情報のデータがセンサ１１からデータサーバ１７に伝送される。この場合、センサ１１は、温度、湿度、煙、ガス、火災等の各種の状態の検知情報を、各センサ１１が紐付けられた（ペアリングされた）センサ親機１５に対して送信する。センサ親機１５は、自装置に登録されたセンサ１１からの検知情報を受けると、ＰＬＣ親機１６に伝送する。ＰＬＣ親機１６は、センサ親機１５から検知情報を受信し、データサーバ１７に転送する。これにより、センサ１１において検知した検知情報がデータサーバ１７に収集され、保存される。

データサーバ１７は、収集した検知情報に基づいて検知対象エリア内の各部の状態を判定し、通常状態又は異常状態の報知に関する報知情報を報知装置に送信して報知を行わせる。図７（Ｂ）に示すように、アラート通知を行う場合は、アラート通知用の報知情報のデータ又は音声信号がデータサーバ１７から報知装置１３に伝送される。この場合、データサーバ１７は、異常状態のアラート通知を行う所定の条件を満たす場合に、アラート報知用の報知情報のデータ又は音声信号をＰＬＣ親機１６に送信する。ＰＬＣ親機１６は、データサーバ１７から報知情報を受信し、報知対象となる報知装置１３を紐付けているセンサ親機１５に対して伝送する。センサ親機１５は、自装置に登録された報知装置１３への報知情報を受けると、該当の報知装置１３に伝送する。これにより、検知情報に応じて報知対象の報知装置１３にアラート通知の報知情報が伝送され、アラート通知が行われる。

図７（Ｃ）に示すように、音声通話を行う場合は、複数の音声端末１２Ａ、１２Ｂの間で音声信号が双方向に伝送される。ここでは一方向の信号伝送についてのみ説明する。音声端末１２Ａは、自装置が紐付けられた（ペアリングされた）センサ親機１５Ａに対して、通話用の音声信号を送信する。センサ親機１５Ａは、ＰＬＣ親機１６を経由してデータサーバ１７に音声信号を伝送する。また、データサーバ１７は、ＰＬＣ親機１６を経由して通話相手の音声端末１２Ｂが紐付けられたセンサ親機１５Ｂに音声信号を送信する。センサ親機１５Ｂは、自装置に登録された音声端末１２Ｂへの音声信号を受けると、該当の音声端末１２Ｂに伝送する。これにより、複数の音声端末１２Ａ、１２Ｂの間で音声信号が送受信され、音声通話が行われる。この場合、データサーバ１７は、構内電話に関する呼制御等の処理を実行する。

（検知情報収集及び報知情報送信の処理例）
図８は、本実施形態におけるセンサデータ収集及びアラート通知に関する処理を示すフローチャートである。センサ親機１５は、自装置に登録された各センサ１１による検知情報のデータ、及び各センサ１１から伝送される信号の受信強度を取得する（ステップＳ１１）。そして、センサ親機１５は、取得した検知情報のデータをＰＬＣ親機１６を経由してデータサーバ１７へ送信する（ステップＳ１２）。データサーバ１７は、各センサ１１から取得した検知情報のデータの解析を行い、取得データを保存する（ステップＳ１３）。

そして、データサーバ１７は、取得データの解析結果に基づき、アラート通知を行う所定の条件を満たすかを判定し、アラート発信が必要であるかどうかの判定を行う（ステップＳ１４）。ここで、アラート発信が必要であると判定した場合、データサーバ１７は、アラート通知対象、及びアラート通知内容を決定する（ステップＳ１５）。そして、データサーバ１７は、アラート通知対象へアラート発信を行い、アラート通知の報知情報をＰＬＣ親機１６、センサ親機１５を経由してアラート通知対象の報知装置１３に送信する（ステップＳ１６）。

アラート発信が必要な場合としては、所定箇所の火災報知機が鳴った、非常ボタンが押された、ガスが検知された、温度が異常に高くなった、検知対象の人、物があるべき場所にない（異常な場所にある）、などがある。また、アラート発信が不要な場合としては、例えば、所定箇所の温度異常なし、検知対象の人、物が正常な場所にある、などがある。

報知装置１３に送信するアラート通知の態様としては、表示データ、鳴動データ等のデータ、或いは音声信号などを用いる。表示データとしては、対象者に知らせる異常内容を表す文字や画像、検知位置や異常内容に対応した避難経路の画像、などがある。

なお、検知情報に応じてアラート通知などの報知を行う際に、センサ１１からの検知情報だけでなく、音声端末１２からの報告者による異常報告の音声信号を検知情報として用い、報知を行うことも可能である。この場合、異常を発見した報告者が音声端末１２を用いて構内電話の通話にて監視室の監視端末（例えば図１２に示す監視端末４８）に発信し、異常報告を行う。音声端末１２には、緊急通知ボタンなどを設けて緊急通話を可能にしてもよい。監視者は、監視室に設けた監視端末によって音声端末１２からの音声信号の通知を受けると、どの場所にどんな内容のアラート通知を行うか、手動で選択して設定し、監視端末のアラート発報ボタンを操作してアラート通知を発信する。監視端末は、例えばＰＣ（Personal Computer）を用いて構成され、データサーバ１７の表示端末及び操作端末として機能し、データサーバ１７に記憶される検知情報及び報知情報の確認、センサ等の機器の管理、アラート通知の指示等が可能になっている。

図９は、監視端末の表示部に表示されるアラート発信画面の一例を示す図である。監視端末のアラート発信画面５１には、検知対象エリアのレイアウト表示５２が設けられる。レイアウト表示５２には、センサ１１により異常が検知されたセンサ反応エリア５３、センサ反応エリア５３に対応して自動又は手動で設定されるアラート通知エリア５４が所定のマーク、色、模様などによって示される。図示例では、センサ反応エリア５３をドット模様、アラート通知エリア５４を格子模様にて示している。この例は、２階の左端の部屋において危険物が漏れてセンサによって検知され、隣の部屋にいる報告者が音声端末によって監視室に異常を報告した場合を示している。監視者は、監視端末のタッチスクリーン等によってセンサ反応エリア５３の周囲をアラート通知エリア５４として選択して設定し、アラート発報ボタン５５をタッチ操作してアラート通知を指示する。監視者の指示操作に従って、データサーバ１７は、アラート通知エリア５４にある報知装置に対して報知情報を送信し、アラート通知を実行する。

ここで、データサーバ１７において管理するセンサ１１、音声端末１２、報知装置１３等の管理テーブルの具体例について説明する。図１０は、センサ１１を管理する管理データを格納したセンサ管理テーブルの例を示す図である。図１１は、音声端末１２、報知装置１３等の機器を管理する管理データを格納した機器管理テーブルの例を示す図である。

データサーバ１７は、センサ管理テーブルと、機器管理テーブルとを有し、検知対象エリア内にて無線通信するセンサ及び機器を管理する。なお、一つの管理テーブルによってセンサ及び他の機器を管理するようにしてもよい。

センサ管理テーブルは、センサＩＤ、センサ種別、センサ設置エリア、センサ親機ＩＤ、センサ反応時通知エリア、通知内容、を有する。データサーバ１７は、センサＩＤ毎に、各センサの状態を管理し、対応する動作を設定する。センサＩＤは、各センサに個別に割り振られる。センサ種別は、火災センサ、非常ボタンなどの種別を表す。

センサ親機ＩＤは、当該センサに紐付けられている（ペアリングされている）センサ親機のＩＤを表す。それぞれのセンサ１１は、周囲のセンサ親機１５と無線通信を行い、データサーバ１７が、検知情報を通信するセンサ１１とセンサ親機１５とのペアリングを決定する。センサ１１から送信される検知情報を含むデータは、ペアリングされたセンサ親機１５にて受信され、ＰＬＣ親機１６に伝送される。

センサ親機ＩＤ及びセンサ設置エリアは、それぞれのセンサ親機１５からデータサーバ１７に送信される各センサの情報に基づいてデータサーバ１７が決定する。センサ１１が移動して設置場所が変更になった場合、データサーバ１７は、各センサ親機１５からのセンサの情報に基づき、センサ親機ＩＤ及びセンサ設置エリアを変更して再設定し、センサ管理テーブルを更新する。

センサ設置エリアの決定方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。第１の方法は、データサーバ１７にて取得される、各センサ親機１５におけるセンサ１１の受信信号の受信強度の中で最も強いセンサ親機１５があるエリアを、当該センサ１１のセンサ設置エリアと判断するものである。第２の方法は、データサーバ１７にて取得される、各センサ親機１５におけるセンサ１１の受信信号の受信強度のうち、強い方から３つのセンサ親機１５を抽出し、３点のセンサ親機１５の位置から三点測位を行って当該センサ１１のセンサ設置エリアを推定するものである。第３の方法は、各センサ１１の配置場所から、予め固定的にセンサ１１とセンサ親機１５のペアリングを設定し、当該センサ１１が特定のセンサ親機１５と無線通信するようにしたものである。

センサ反応時通知エリアは、報知対象エリアに相当し、当該センサが反応して異常等が検知された場合に、アラート通知を行うアラート通知エリアを表す。例えば、１Ｆ−Ａのエリアに設置されたセンサＩＤ０２の火災センサにより火災が検知された場合は、センサ親機ＩＤ９１のセンサ親機を介してデータサーバ１７に検知情報が伝送される。この場合、アラート通知エリアとして、１Ｆ−Ａ，Ｂ，Ｃと２Ｆ−Ａが設定されており、このエリアにある報知装置に報知情報が送信される。

センサ１１が移動してセンサ設置エリアが変更になると、データサーバ１７は、センサのエリア変更に伴ってセンサ反応時通知エリアを変更して再設定し、センサ管理テーブルを更新する。

通知内容は、アラート通知する際の内容を表す。例えば、上記の１Ｆ−Ａのエリアの火災検知の場合、「１Ｆ−Ａで火災反応 至急現場確認せよ」のアラート通知が１Ｆ−Ａ，Ｂ，Ｃと２Ｆ−Ａにある報知装置に送信され、文字表示、音等によるアラート通知が実行される。

機器管理テーブルは、機器ＩＤ、機器種別、機器設置エリア、センサ親機ＩＤ、を有する。データサーバ１７は、機器ＩＤ毎に、報知装置１３等の各機器の状態を管理し、対応する動作を設定する。機器ＩＤは、各機器に個別に割り振られる。機器種別は、報知装置、音声端末などの種別を表す。センサ親機ＩＤは、当該機器に紐付けられている（ペアリングされている）センサ親機のＩＤを表す。報知装置１３等のそれぞれの機器は、センサ１１と同様に、周囲のセンサ親機１５と無線通信を行い、データ等を送受信する相手のセンサ親機１５とペアリングされる。

なお、図示例では、音声端末は、センサとしての機能を有するため、センサ管理テーブルと機器管理テーブルの両方に管理情報を有するように示しているが、センサ管理テーブルのみで管理するようにしてもよい。

（ユースケースの具体例）
次に、本実施形態のセンサネットワークシステムのユースケースをいくつか例示する。

図１２は、第１のユースケースのシステム構成及び動作を説明する図である。第１のユースケースは、可燃性ガスなどの引火性のある危険物の漏れをセンサにより監視する危険物管理システムの例である。

検知対象エリアにおいて、２階の左端の部屋にセンサ１１ａが壁に設置され、室内に危険物６１が置かれている。また、１階の左端の部屋にセンサ１１ｂが壁に設置され、室内に危険物６１が配置されている。危険物としては、ガス管、化学薬品庫、水素ステーションなどが想定される。２階の左から２番目の部屋には音声端末１２ａを持った作業者７１ａが、また、１階の右から２番目の部屋には音声端末１２ｂを持った作業者７１ｂが、さらに、２階の右端の部屋には音声端末１２ｃを持った作業者７１ｃが、それぞれ存在している。

各部屋の天井には、センサ親機１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇが設置される。センサ親機１５ａ〜１５ｇには、センサ１１ａ、１１ｂ、音声端末１２ａ〜１２ｃが無線接続される。センサ親機１５ａ〜１５ｇは、各部屋の天井内部に配線された電力線１８に接続され、電力線１８を介してＰＬＣ親機１６と接続される。

監視室には、ＰＬＣ親機１６、データサーバ１７が設置され、ＰＬＣ親機１６が壁内部に配線された電力線１８に接続され、ＰＬＣ親機１６とデータサーバ１７が有線接続される。データサーバ１７には、ディスプレイを有する監視端末４８が接続される。監視室にいる監視者７２は、監視端末４８を目視で監視し、異常が検知された場合、端末操作によってアラート通知等を行う。

この場合、センサ１１ａ、１１ｂによってガス漏れなどの異常を検知すると、データサーバ１７は、センサ１１ａ、１１ｂからの検知情報に基づき、作業者７１ａ〜７１ｃが持っている音声端末１２ａ〜１２ｃに対して音声信号によるアラート通知を送信する。例えば、検知位置及び検知対象の状態に応じて、現場の状況確認要求、避難指示などを各音声端末１２ａ〜１２ｃに対して適応的に報知できる。ここで、異常を検知したセンサの位置に応じて、近くにいる音声端末のみにアラート通知を送信してもよい。例えば、２階のセンサ１１ａが異常検知した場合は２階の一番近くにある音声端末１２ａにアラート通知を行い、１階のセンサ１１ｂが異常検知した場合は１階にある音声端末１２ｂにアラート通知を行う。作業者７１ａ〜７１ｃは、アラート通知を受けて、音声端末１２ａ〜１２ｃ間で通話を行って連絡を取り合い、連携して異常発生に対処することができる。本例によれば、異常検知位置に応じたアラート通知が実行可能である。

図１３は、第２のユースケースのシステム構成及び動作を説明する図である。第２のユースケースは、火災の発生をセンサ又は非常ボタン装置の操作によって検知し、避難誘導を行う避難誘導システムの例である。

検知対象エリアにおいて、２階にはセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇが天井に設置され、１階にはセンサ１１ｈ、１１ｉ、１１ｊ、１１ｋ、１１ｍが天井に設置される。また、２階には非常ボタン装置６２ａ、６２ｂと報知装置１３ａ、１３ｂが、１階には非常ボタン装置６２ｃ、６２ｄと報知装置１３ｃ、１３ｄがそれぞれ壁に設置される。さらに、２階には誘導灯６３ａが、１階には誘導灯６３ｂがそれぞれ室内の上部に設置される。

各部屋の天井には、センサ親機１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇが設置される。センサ親機１５ａ〜１５ｇには、センサ１１ａ〜１１ｍ、非常ボタン装置６２ａ〜６２ｄ、報知装置１３ａ〜１３ｄが無線接続され、誘導灯６３ａがセンサ親機１５ｃに、誘導灯６３ｂがセンサ親機１５ｇにそれぞれ有線接続される。センサ親機１５ａ〜１５ｇは、各部屋の天井内部に配線された電力線１８に接続され、電力線１８を介してＰＬＣ親機１６と接続される。監視室には、ＰＬＣ親機１６、データサーバ１７が設置され、ＰＬＣ親機１６が壁内部に配線された電力線１８に接続され、ＰＬＣ親機１６とデータサーバ１７が有線接続される。

この場合、炎センサなどのセンサ１１又は非常ボタン装置６２の操作によって火災を検知すると、データサーバ１７は、センサ１１ａ〜１１ｍ又は非常ボタン装置６２ａ〜６２ｄからの検知情報に基づき、報知装置１３ａ〜１３ｄに対してアラート通知を送信し、誘導灯６３ａ、６３ｂに対して点灯指示を送信する。ここで、火災を検知したセンサの位置に応じて、誘導灯６３ａ、６３ｂの点灯パターンを制御し、火災発生場所及び避難経路等の報知内容を決定して報知装置１３ａ〜１３ｄに避難放送データを送信する。また、誘導灯６３ａ、６３ｂの近くにある報知装置１３ｂ、１３ｄに対しては、どちらへ避難するかの音声を含む避難情報を送信して、避難する人に対する音声ガイドを行う。音声ガイドを用いることにより、障がいを持った人への対応、及び煙が充満して誘導灯が見えない場合の補助手段としての対応が可能である。火災発生場所に応じたアラート通知及び避難誘導を行うには、データサーバ１７は、図１０に示したセンサ管理テーブルを用いて、アラート通知エリア及び通知内容を決定し、アラート通知処理と誘導灯点灯処理を実行すればよい。

図１４は、第２のユースケースにおける避難誘導の具体例を示す図である。例えば、通路がＴ字路に分岐しており、通路の分岐点の手前から見て左側で火災が検知された場合、センサ１１ａから火災検知の検知情報が送信され、センサ親機１５ａを経由してデータサーバ１７に伝送される。データサーバ１７は、火災発生場所及び避難経路を知らせる音声情報を生成して報知装置１３に送信し、報知装置１３から避難者に対して音声によるアラート通知を行う。また、データサーバ１７は、通路の分岐点の近傍にある誘導灯６３に対して、右方向への矢印を点灯させる点灯制御信号を送信し、火災発生場所に近づかないように、分岐点から火災発生場所とは反対の右側の方向への誘導経路を指示する。本例によれば、火災発生検知位置に応じたアラート通知及び避難誘導が可能となる。

なお、本例の避難誘導システムは、コンサートホールやスタジアム等の施設において観客の入退場の際の進行方向を案内する入退場誘導システムとして適用可能である。この場合、例えば観客が所持しているスマートフォン等の移動通信端末をセンサとして利用し、データサーバ１７は、施設内の各エリア毎に無線ＬＡＮ（Local Area Network）接続されている移動通信端末の数を検知し、観客の数、密集しているエリア、密集度合いを推定する。そして、データサーバ１７は、スムーズな入退場が可能なように、エリア毎に音声又は画像による案内情報を送信し、観客の進行方向を指示する。

図１５は、第３のユースケースのシステム構成及び動作を説明する図である。第３のユースケースは、人や物の位置をセンサによって検知し、所在管理を行う所在管理システムの例である。

検知対象エリアにおいて、検知対象となる人物及び物には、ＲＦＩＤタグ等によるセンサ１１ａ、１１ｂ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆがそれぞれ装着されている。図示例では、２階にいる作業者７３にセンサ１１ａが装着されており、製品や部品を搭載した搬送車６５にセンサ１１ｂ〜１１ｆが装着されている。また、１階にいる管理者７４は、音声端末１２ａを所持しており、監視室の監視者等と通話が可能になっている。また、各フロアには、監視カメラ６４ａ、６４ｂが設置される。

各フロアの天井には、センサ親機１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇが設置される。センサ親機１５ａ〜１５ｇには、センサ１１ａ〜１１ｆ、音声端末１２ａが無線接続される。センサ親機１５ａ〜１５ｇは、各部屋の天井内部に配線された電力線１８に接続され、電力線１８を介してＰＬＣ親機１６と接続される。監視室には、ＰＬＣ親機１６、データサーバ１７が設置され、ＰＬＣ親機１６が壁内部に配線された電力線１８に接続され、ＰＬＣ親機１６とデータサーバ１７が有線接続される。データサーバ１７には、ディスプレイを有する監視端末４８が接続される。監視室にいる監視者７２は、監視端末４８を目視で監視し、異常が検知された場合、端末操作によって管理者７４の音声端末１２ａに対して報知を行う。

センサ親機１５ａ〜１５ｇは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ等によるセンサ１１ａ〜１１ｆからの無線電波を受信し、受信信号の受信強度を取得する。データサーバ１７は、センサ親機１５ａ〜１５ｇによるセンサ１１ａ〜１１ｆの検知情報に基づき、この場合は複数のセンサ親機において取得したセンサ信号の受信強度によって、各センサの位置を推定する。これにより、検知対象エリア内の検知対象の人や物がどこにあるか、あるべき位置にあるか、進入禁止エリアに入っていないか、などを把握できる。

また、センサ１１ａ〜１１ｆによる検知情報と監視カメラ６４ａ、６４ｂによって撮像した監視画像とを組み合わせることも可能である。例えば、監視者７２は、センサ１１ａ〜１１ｆにより検知した検知対象の人や物の位置と、監視カメラ６４ａ、６４ｂにより撮像した所定エリアの撮像画像とを比較し、センサの位置と撮像された検知対象の実際の位置とが一致しているかどうかを確認する。これにより、例えばセンサが検知対象から取り外された場合などの異常を検知できる。

第３のユースケースは、以下のようなシステムに適用可能である。例えば、工場などでは、作業者が担当エリアに正しく位置しているか、担当エリア外に行っていないかを監視する場合に適用できる。また、搬送車やコンテナ等の所在管理に適用できる。或いは、高齢者施設又は病院では、高齢者又は患者の居場所を把握する所在管理に適用できる。また、車椅子、検査機などの備品や機器の場所を把握する所在管理に適用できる。

以上説明したように、本実施形態では、センサ−センサ親機−データサーバ−センサ親機−報知装置の間のデータ伝送において、ＤＥＣＴ等を用いた無線通信と電力線通信を用いた有線通信とを併用し、センサによる検知情報の収集と検知情報に応じた報知情報の送信とを行う。これにより、例えば異常発生時に、異常を検知した位置、検知内容に応じて、アラート通知の報知内容、報知対象の発信先を変更可能なネットワークを簡易に構築できる。

センサとセンサ親機の間にＤＥＣＴ等の無線通信を用い、センサ親機とデータサーバの間に電力線通信を用いることにより、レイアウトフリーのセンサネットワークシステムを構築でき、自由な配置変更に柔軟に対応できる。センサは、無線通信によってセンサ親機に検知情報を送信するため、所望の場所に容易に設置可能である。ＤＥＣＴの通信方式を用いた場合、音声信号とデータの双方を伝送可能であり、無線ＬＡＮ等の他の通信方式との干渉が少なく、通信エリアが大きいため、安定した無線通信が可能である。また、電力線通信を用いた場合、既設の電力線の配線を利用した通信が可能であり、電力線が敷設された場所であれば所望の場所に容易にセンサ親機を設置可能である。電力線通信では、壁、床を越えた通信についても安定して実行でき、大型施設などの広い検知対象エリアに適応できる。

また、センサの位置が変更になった場合は、データサーバにおいてセンサ管理テーブルを更新し、センサとセンサ親機とのペアリングを適宜変更できる。また、音声端末、報知装置等が移動する場合も、同様にセンサ親機とのペアリングを更新できる。このため、配置変更後のセンサの状態検知、及び、音声端末又は報知装置へのアラート通知等の報知に容易に適応できる。

したがって、本実施形態によれば、どのような検知対象の配置にも柔軟に対応して簡易にシステムを構築でき、安定的に検知情報の取得が可能なセンサネットワークシステムを実現できる。また、センサの検知位置、検知内容等に応じて、適応的な報知が可能なセンサネットワークシステムを簡易に構築できる。

本実施形態のセンサネットワークシステムは、センサ１１による検知情報を受信するセンサ親機１５と、センサ親機１５からの検知情報を取得するデータサーバ１７と、データサーバ１７からの報知情報を受信して報知を行う報知装置１３と、を有する。センサ親機１５は、無線通信によってセンサ１１と接続され、センサ親機１５とデータサーバ１７とは、電力線通信を含む有線通信によって接続され、データサーバ１７と報知装置１３とは、センサ親機１５を経由して少なくとも一部の通信経路が電力線通信を含む有線通信によって接続されるものであり、データサーバ１７は、取得した検知情報に基づき、報知対象と報知内容の少なくとも一方について、検知情報に対応した報知を実行する。

これにより、配置自由度の高い無線通信と電力線通信とを組み合わせたシステム構成によって、どのような検知対象の配置にも柔軟に対応して簡易にシステムを構築でき、安定的に検知情報の取得が可能なセンサネットワークシステムを実現できる。また、センサの検知位置、検知内容等の検知情報に応じて、適応的な報知が可能なシステムを簡易に構築できる。

また、本実施形態のセンサネットワークシステムにおいて、複数のセンサ親機１５を異なる位置に有し、データサーバ１７は、センサ１１にて検知した検知情報の検知位置を取得し、検知位置に対応した報知内容の報知を実行するものでもよい。

これにより、検知位置に応じて、例えば火災等の異常の発生場所を通知するなど、適切な報知を実行できる。

また、上記のセンサネットワークシステムにおいて、さらに、複数の報知装置１３を異なる位置に有し、データサーバ１７は、検知情報の検知位置に応じて報知対象の報知装置１３を決定し、報知対象の報知装置１３に対して報知を実行するものでもよい。

これにより、検知位置に応じて、例えば検知位置の近傍、周辺など、適切な位置にある報知装置を報知対象として決定し、報知を実行できる。

また、本実施形態のセンサネットワークシステムにおいて、複数の報知装置１３を異なる位置に有し、データサーバ１７は、報知装置１３の位置に対応した報知内容の報知を実行するものでもよい。

これにより、報知装置の位置に応じて、例えば火災等の異常が発生した場合の位置に応じた避難経路の案内など、適切な報知を実行できる。

また、上記のセンサネットワークシステムにおいて、さらに、複数のセンサ親機１５を異なる位置に有し、データサーバ１７は、検知情報の検知位置を取得し、検知位置に応じて報知対象の報知装置を決定し、報知対象の報知装置に対して報知を実行するものでもよい。

これにより、検知位置に応じて、例えば検知位置の近傍、周辺など、適切な位置にある報知装置を報知対象として決定し、報知を実行できる。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、どのような検知対象の配置にも柔軟に対応して簡易にシステムを構築でき、安定的に検知情報の取得が可能なセンサネットワークシステム、センサの検知位置、検知内容等に応じて、適応的な報知が可能なシステムを簡易に構築できるセンサネットワークシステムとして有用である。

１１、１１Ａ〜１１Ｆ、１１ａ〜１１ｍ センサ
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２ａ〜１２ｃ 音声端末
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３ａ〜１３ｄ 報知装置
１５、１５Ａ〜１５Ｄ、１５ａ〜１５ｇ センサ親機
１６ ＰＬＣ親機
１７ データサーバ
１８ 電力線
２１ ＤＥＣＴ通信部
２２ ＰＬＣ通信部
４８ 監視端末
５１ アラート発信画面
６２ａ〜６２ｄ 非常ボタン装置
６３、６３ａ、６３ｂ 誘導灯
６４ａ、６４ｂ 監視カメラ

Claims (12)

1. センサによる検知情報を受信するセンサ親機と、
   前記センサ親機を経由して前記検知情報を取得するデータサーバと、
   前記データサーバからの報知情報を受信して報知を行う報知装置と、を有し、
   前記センサ親機は、無線通信によって前記センサと接続され、
   前記センサ親機と前記データサーバとは、電力線通信を含む有線通信によって接続され、
   前記データサーバと前記報知装置とは、前記センサ親機を経由して少なくとも一部の通信経路が電力線通信を含む有線通信によって接続されるものであり、
   前記データサーバは、前記取得した検知情報に基づき、報知対象と報知内容の少なくとも一方について、検知情報に対応した報知を実行する、
   センサネットワークシステム。
2. 請求項１に記載のセンサネットワークシステムであって、
   複数の前記センサ親機を異なる位置に有し、
   前記データサーバは、前記検知情報の検知位置を取得し、前記検知位置に対応した報知内容の報知を実行する、センサネットワークシステム。
3. 請求項２に記載のセンサネットワークシステムであって、
   複数の前記報知装置を異なる位置に有し、
   前記データサーバは、前記検知情報の検知位置に応じて報知対象の報知装置を決定し、前記報知対象の報知装置に対して報知を実行する、センサネットワークシステム。
4. 請求項１に記載のセンサネットワークシステムであって、
   複数の前記報知装置を異なる位置に有し、
   前記データサーバは、前記報知装置の位置に対応した報知内容の報知を実行する、センサネットワークシステム。
5. 請求項４に記載のセンサネットワークシステムであって、
   複数の前記センサ親機を異なる位置に有し、
   前記データサーバは、前記検知情報の検知位置を取得し、前記検知位置に応じて報知対象の報知装置を決定し、前記報知対象の報知装置に対して報知を実行する、センサネットワークシステム。
6. 請求項１に記載のセンサネットワークシステムであって、
   複数の前記センサ親機を異なる位置に有し、
   複数の前記報知装置を異なる位置に有し、
   前記データサーバは、
   前記センサから取得した検知情報に基づき前記報知が必要であるかどうかの判定を行い、
   前記報知が必要であると判定した場合は、前記必要であると判定した検知情報に対応する報知情報を、前記報知が必要であると判定した検知情報を検知したセンサと接続される第１のセンサ親機を経由して、前記第１のセンサ親機と接続する第１の報知装置に送信し、前記必要であると判定した検知情報に対応した報知を実行する、
   センサネットワークシステム。
7. 請求項１に記載のセンサネットワークシステムであって、
   複数の前記センサ親機を異なる位置に有し、
   複数の前記報知装置を異なる位置に有し、
   検知対象エリアに設けた前記センサ、前記センサ親機及び前記報知装置のレイアウト表示が設けられる表示画面を表示部に表示し、前記表示画面に対する操作部を備える端末装置をさらに備え、
   前記データサーバは、
   前記センサから取得した検知情報に基づき前記報知が必要であるかどうかの判定を行い、
   前記報知が必要であると判定した場合は、前記必要であると判定した検知情報に対応するセンサと接続される第１のセンサ親機が配置されたセンサ反応エリアの報知情報を、前記端末装置に送信し、
   前記端末装置は、
   前記報知情報を受信すると、前記第１のセンサ親機が配置されたセンサ反応エリアを前記レイアウト表示が設けられる表示画面に表示し、
   前記データサーバは、
   前記端末装置において、前記操作部による選択操作により前記センサ反応エリアが通知エリアとして選択されると、前記報知が必要であると判定した検知情報を、前記センサ反応エリアに配置された第２のセンサ親機を経由して、前記第２のセンサ親機と接続する第２の報知装置に送信し、前記必要であると判定した検知情報に対応した報知を実行する、
   センサネットワークシステム。
8. 請求項１に記載のセンサネットワークシステムであって、
   複数の前記センサ親機を異なる位置に有し、
   複数の前記報知装置を異なる位置に有し、
   検知対象エリアに設けた前記センサ、前記センサ親機及び前記報知装置のレイアウト表示が設けられる表示画面を表示部に表示し、前記表示画面に対する操作部を備える端末装置をさらに備え、
   前記データサーバは、
   前記センサから取得した検知情報に基づき前記報知が必要であるかどうかの判定を行い、
   前記報知が必要であると判定した場合は、前記必要であると判定した検知情報に対応するセンサと接続される第１のセンサ親機が配置されたセンサ反応エリアの報知情報を、前記端末装置に送信し、
   前記端末装置は、
   前記報知情報を受信すると、前記第１のセンサ親機が配置されたセンサ反応エリアを前記レイアウト表示が設けられる表示画面に表示し、
   前記データサーバは、
   前記端末装置において、前記操作部による選択操作により前記センサ反応エリアの周囲が通知エリアとして選択されると、前記報知が必要であると判定した検知情報を、前記センサ反応エリアの周囲に配置された第３のセンサ親機を経由して、前記第３のセンサ親機と接続する第３の報知装置に送信し、前記必要であると判定した検知情報に対応した報知を実行する、
   センサネットワークシステム。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載のセンサネットワークシステムであって、
   前記データサーバは、前記センサの位置に応じて前記センサと前記センサ親機とを紐づけるペアリングを決定し、前記センサを管理するセンサ管理テーブルをさらに備え、
   前記センサは、前記検知情報を前記センサが紐づけられたセンサ親機に送信し、
   前記データサーバは、前記センサの位置が変更になった場合は、前記センサ管理テーブルを更新し、前記ペアリングを変更する、
   センサネットワークシステム。
10. 請求項６〜９のいずれか一項に記載のセンサネットワークシステムであって、
    避難者に対して避難経路を指示する誘導灯をさらに備え、
    前記データサーバは、前記必要であると判定した検知情報に対応するセンサの位置に応じて、前記誘導灯の点灯パターンを制御する、
    センサネットワークシステム。
11. 請求項１０に記載のセンサネットワークシステムであって、
    前記データサーバは、どちらへ避難するかを示す避難情報を前記誘導灯の近くにある報知装置に対して送信し前記避難者に対するガイドを行う、
    センサネットワークシステム。
12. 請求項１０又は１１に記載のセンサネットワークシステムであって、
    前記誘導灯は、前記複数の親機のそれぞれに有線接続される、
    センサネットワークシステム。

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