JP6913836B1 - 電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するセンサシステム、検出システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な環境における電子タバコ又はタバコの喫煙を検出するシステム及び方法を提供する。【解決手段】ある場所での電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するセンサシステムは、換気システムの戻りベント内に配置され、戻りベントを通って運ばれる空気の空気質を感知するように構成された空気センサと、喫煙を示す空気サインに基づいて、感知された空気質から電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するように構成されたコントローラと、電子タバコ又はタバコの喫煙が特定されたとき、電子タバコ又はタバコの喫煙を示すアラートを通知するように構成されたネットワークインターフェースとを有する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、閉塞された場所での電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するシステム及び方法に関する。より具体的には、本発明は、換気システムに設置され、喫煙を検出する空気質センサを含むシステムに関する。

人々への危険な／有害な影響のため、閉塞領域における電子タバコ又はタバコの喫煙は深刻な懸念となっている。このような懸念は、様々な環境で発生する可能性があり、そのような環境には、学校、病院、倉庫、カフェテリア、オフィス、金融機関、政府の建物又は任意の事業体における教室、トイレ、バスルーム、貯蔵室、病室又はその他の種類の閉塞領域が含まれる。特定の環境において、電子タバコ／タバコの喫煙はカメラ監視によって特定可能である。

米国特許出願公開第２０１４／０２６０６９２号明細書 国際公開第２０１９／０３５９５０号

しかしながら、プライバシーの懸念が優先されるため、そのようなカメラ監視システムは、トイレ、バスルーム、シャワールーム又は病室等のプライベート領域では許可されない又は適切ではない。従って、様々な環境のための喫煙検出技術を改善及び開発することについて利益がある。

本発明は、換気システムに設置され、電子タバコ又はタバコの喫煙を検出する空気質センサを含むシステムに関する。

本発明のいくつかの態様において、ある場所での電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するセンサシステムは、
換気システムの戻りベント内に配置され、戻りベントを通って運ばれる空気の空気質を感知するように構成された空気センサと、
電子タバコ又はタバコの喫煙を示す空気サインに基づいて感知された空気質から電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するように構成されたコントローラと、
電子タバコ又はタバコの喫煙が特定されたとき、電子タバコ又はタバコの喫煙を示すアラートを通知するように構成されたネットワークインターフェースと
を有する。

センサシステムの様々な実施形態において、センサシステムは、パワーオーバーイーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）、パワーオーバーイーサネットプラス（ＰｏＥ＋）、又は電源コンセントによる電力のうちの少なくとも１つを実施する電源接続を備える。

センサシステムの様々な実施形態において、空気センサは、戻りベントを通って運ばれる空気の気流に基づくサンプリングレートで、戻りベントを通って運ばれる空気をサンプリングするように構成される。センサシステムの様々な実施形態において、より速い気流のサンプリングレートは、より遅い気流のサンプリングレートよりも大きい。エアセンサには感度設定が含まれており、より遅い気流よりも、より速い気流に対してより感度が高くなるように構成されている。

センサシステムの様々な実施形態において、空気センサは、電子タバコ又はタバコの喫煙を特定する前の所定期間中に前記場所において学習モードで収集されたデータによって訓練される。

センサシステムの様々な実施形態において、空気センサは内部感度パラメータを有し、コントローラは、前記所定期間中に学習モードで収集されたデータに基づいて内部感度パラメータを調整するように構成される。

センサシステムの様々な実施形態において、コントローラは、収集されたデータを、喫煙を示す空気サインと比較することで内部感度パラメータを調整するように構成される。

センサシステムの様々な実施形態において、喫煙を示す空気サインには、温度範囲、水素範囲、湿度範囲、総揮発性有機化合物範囲、粒子濃度範囲及び粒子質量範囲が含まれる。

センサシステムの様々な実施形態において、アラートは、テキストメッセージ、電子メール、光学的点滅、又は可聴音のうちの少なくとも１つを含む。

本発明のいくつかの態様において、ある場所での電子タバコ又はタバコの喫煙を特定する検出システムは、戻りベントを含む換気システムと、戻りベント内に配置されたセンサシステムとを含む。センサシステムは、戻りベントを通って運ばれる空気の空気質を感知するように構成された空気センサと、空気サインに基づいて感知された空気質から電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するように構成されたコントローラと、電子タバコ又はタバコの喫煙が特定されたとき、電子タバコ又はタバコの喫煙を示すアラートを通知するように構成されたネットワークインターフェースとを有する。

検出システムの様々な実施形態において、センサシステムは、パワーオーバーイーサネット（ＰｏＥ）、パワーオーバーイーサネットプラス（ＰｏＥ＋）、又は電源コンセントによる電力のうちの少なくとも１つを実施する電源接続を備える。

検出システムの様々な実施形態において、空気センサは、戻りベントを通って運ばれる空気の気流に基づくサンプリングレートで、戻りベントを通って運ばれる空気をサンプリングするように構成される。検出システムの様々な実施形態において、より速い気流のサンプリングレートは、より遅い気流のサンプリングレートよりも大きい。エアセンサには感度設定が含まれており、より遅い気流よりも、より速い気流に対してより感度が高くなるように構成されている。

検出システムの様々な実施形態において、空気センサは、電子タバコ又はタバコの喫煙を特定する前の所定期間中に前記場所において学習モードで収集されたデータによって訓練される。

検出システムの様々な実施形態において、空気センサは内部感度パラメータを有し、コントローラは、前記所定期間中に学習モードで収集されたデータに基づいて内部感度パラメータを調整するように構成される。

検出システムの様々な実施形態において、コントローラは、収集されたデータを、喫煙を示す空気サインと比較することで内部感度パラメータを調整するように構成される。

検出システムの様々な実施形態において、喫煙を示す空気サインには、温度範囲、水素範囲、湿度範囲、総揮発性有機化合物範囲、粒子濃度範囲及び粒子質量範囲が含まれる。

検出システムの様々な実施形態において、アラートは、テキストメッセージ、電子メール、光学的点滅、又は可聴音のうちの少なくとも１つを含む。

本発明のいくつかの態様において、ある場所での電子タバコ又はタバコの喫煙を特定する方法は、換気システムの戻りベント内に配置された空気センサにより、学習モードにおける所定期間、当該場所でデータを収集するステップと、電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するための空気センサの内部感度パラメータを、収集されたデータに基づいて調整するステップと、戻りベントを介して運ばれる空気の空気質を空気センサによって感知するステップと、喫煙を示す空気サインに基づいて、感知された空気質から電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するステップと、電子タバコ又はタバコの喫煙が特定されたとき、アラートを通知するステップとを有する。

前記方法の様々な実施形態において、喫煙を示す空気サインには、温度範囲、水素範囲、湿度範囲、総揮発性有機化合物範囲、粒子濃度範囲及び粒子質量範囲が含まれる。

前記方法の様々な実施形態において、内部感度パラメータを調整するステップは、収集されたデータを空気サインと比較することで空気センサの内部感度パラメータを調整するステップを含む。

本発明の１つ又は複数の態様の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載される。本開示に記載されている技術の他の特徴、目的及び利点は、詳細な説明及び図面並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

開示される技術の特徴及び利点は、技術の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明及び添付図面を参照することによってより理解することができるであろう。

本発明によれば、様々な環境のための喫煙検出技術を改善及び開発することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態に係る、電子タバコ又はタバコの喫煙を特定する検出システムの一例のブロック図である。 本発明のいくつかの実施形態に係る換気システムに設置される図１Ａの検出システムの図である。 本発明のいくつかの実施形態に係るセンサの一例のブロック図である。 本発明のいくつかの実施形態に係るセンサによって収集されたデータの一例を示すグラフである。 本発明のいくつかの実施形態に係る、電子タバコの喫煙を検出する方法の一例を示すフローチャートである。 本発明のいくつかの実施形態に係る計算装置の一例のブロック図である。

本発明は、空気質を検出して、閉塞された場所で電子タバコ又はタバコの喫煙行動が発生しているか否かを特定する検出システム及び検出センサに関する。検出システム及び検出センサは、換気システムの戻りベントに設置される。喫煙が特定されると、当該場所で喫煙した又は喫煙している１人又は複数の人に警告表示を行うことなしに、警告又はアラートが、登録されたユーザ又はクライアントに通知されてもよい。これにより、１人又は複数の喫煙者をタイムリーに捕まえることができる。喫煙検出の態様は、国際公開第２０１９／０３５９５０号（特許文献２）に記載されており、当該出願の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態に係る検出システム１００を示すブロック図である。検出システム１００は、喫煙に関連する空気質を検出する複数の検出センサ１１０を含んでもよい。また、検出システム１００は、閉塞された場所での騒音に関連する音を検出する音響センサを含んでもよい。さらに、検出システム１００は、閉塞された場所で喫煙が行われているか否かを判定する制御サーバ１２０と、喫煙を特定するための基本データ、閉塞された各場所において検出された音及び空気質の履歴データを格納するデータベース１３０とを含む。

様々な実施形態において、検出された空気質は、検出センサ１１０によって分析されてもよい。或いは、検出された空気質は、制御サーバ１２０に通知されてもよい。様々な実施形態において、制御サーバ１２０は、検出された空気質を分析してもよく、また、閉塞された場所で喫煙行動が行われているか否かを基本データに基づいて判定してもよい。一態様において、基本データは、場所に依存しないものとすることができる。このことは、基本データが、全ての閉塞された場所について常に同じであることを意味する。場所に依存しない基本データは、喫煙の特定に関連する空気質データとしてもよい。様々な実施形態において、喫煙は、喫煙を示すサイン（signature）に基づいて特定することが可能であり、そのようなサインには、温度範囲、湿度範囲、水素範囲、総揮発性有機化合物範囲（total volatile organic compound range）、粒子濃度範囲及び粒子質量範囲が含まれる。一態様において、喫煙を特定する機能を検出センサ１１０に組み込んでもよく、それにより、検出された空気質で、喫煙を示すサインが特定されたとき、検出センサ１１０は、クライアント１７０に対するアラート又は警告メッセージの送信を要求できるようにしてもよい。様々な実施形態において、喫煙を示すサインは、所定範囲の温度、湿度及び水素の組合せを含んでもよい。

一般に、水素センサには、少なくとも７ボルトの電圧と約1,000オームの抵抗が必要である。しかしながら、検出センサ１１０は、より低い電圧及びより高い抵抗を要する改良型水素センサを有してもよい。電圧及び抵抗は、環境温度によって変化する場合がある。本明細書に記載の様々な空気質特性を感知する他の空気センサは、当業者によって理解されるであろう。そのような空気センサは、検出センサ１１０に組み込むことが可能である。

データベース１３０は、検出センサ１１０が設置されている各場所における喫煙を特定するための時系列及び場所毎のデータである履歴データをさらに含んでもよい。一態様において、制御サーバ１２０は、履歴データを分析してその場所での喫煙の発生を予測してもよく、その結果、その場所で適切な又は予防的な行動を積極的にとってもよい。

一態様において、制御サーバ１２０は、データベース１３０に格納された履歴データを分析して履歴データの傾向を特定してもよい。当該傾向は、喫煙の発生が減少する又は増加するパターンであってもよい。喫煙の発生が減少する又は増加するパターンが特定された場合、制御サーバ１２０は、喫煙を特定するための基本データを調整して、検出センサ１１０が喫煙の特定に対する感度を増減させてもよい。これにより、履歴データの傾向に基づいて基本データを調整してもよい。

例えば、図３は、検出された空気質の履歴データを示す。履歴データの横軸は時間を表し、縦軸は空気質指数を表す。学習モード中に取得された履歴データは、アクティブモードにおいて、設置場所での喫煙を特定するための基本データを生成するために使用される。検出センサ１１０の内部感度パラメータは、基本データに基づいて更新／調整してもよい。一態様において、内部感度パラメータは、基本データを、喫煙を示すサインと比較することによって更新／調整してもよい。

一態様において、検出センサ１１０は、学習モード及びアクティブモードを連続して繰り返してもよい。図３に示すように、第１期間（例えば、開始から０９：３１：３８までの約１０秒間）は、学習モードで使用して、環境に関するデータを収集することができる。次に、検出センサ１１０は、喫煙を適切に検出するために、空気センサに対して調整又は較正を行う必要があるか否かを判定する。例えば、空気センサの電圧又は抵抗は、環境温度に応じて変化する。従って、空気センサは、環境に基づいて調整又は較正することができる。いくつかの実施形態において、空気センサは、水素センサとすることができる。

周辺環境に応じた較正を行うためのデータを収集する第１期間の後、第２期間において、喫煙に関する閾値がアクティブモードで決定され、検出センサ１１０は、当該閾値に基づいて喫煙を検出する。

図３は、２本の曲線を示している。上側の曲線は、喫煙を特定するための閾値インデックス値を表す。下側の曲線は、検出センサ１１０（図１Ａ及び図１Ｂ）の空気質センサからの検出結果の履歴データを表す。上側の曲線は、電源投入後の一定期間で安定する。

一態様において、検出センサ１１０は、学習モード及びアクティブモードを連続して繰り返してもよい。図３に示すように、第１期間（例えば、開始から０９：３１：３８までの約１０秒間）は、学習モードで使用して、環境に関するデータを収集することができる。次に、検出センサ１１０は、喫煙を適切に検出するために、空気センサに対して調整又は較正を行う必要があるか否かを判定する。例えば、改良型水素センサの電圧又は抵抗は、環境温度に応じて変化する。従って、空気センサは、環境データに基づいて調整又は較正することができる。

周辺環境に応じた較正を行うためのデータを収集する第１期間の後、第２期間の間、喫煙に関する閾値がアクティブモードで決定され、検出センサ１１０は、当該閾値に基づいて喫煙を検出する。

インデックス値は、温度、湿度、及び空気センサの検出結果に基づいて算出してもよい。例えば、温度が華氏６０度から８０度の範囲（摂氏約１５．６度〜約２６．７度）にあり、湿度が少なくとも１０パーセント増加し、水素が基本レベル（例えば環境レベル）から約１０パーセント増加すると、検出センサ１１０は、喫煙が発生したと判定してもよい。この判定は一例を示すものであり、本発明の範囲を制限するものものではない。

図１Ａを再度参照すると、一態様において、制御サーバ１２０は、履歴データから特定された傾向に基づいて、喫煙を検出するための内部パラメータを調整するための指令を検出センサ１１０に送信してもよい。さらに、制御サーバ１２０は、検出センサ１１０と制御サーバ１２０との間のアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）の機能を呼び出すことによって、検出センサ１１０と通信してもよい。この点に関し、検出センサ１１０は、検出結果を制御サーバ１２０にプッシュ送信し、制御サーバ１２０による要求に応答してもよい。

一態様において、制御サーバ１２０は、プライバシーの問題のため、検出センサ１１０からの検出結果を格納しなくてもよい。それにもかかわらず、制御サーバ１２０は、チューニングパラメータ及び誤検知を確認するために、検出センサ１１０に信号を返信してもよい。

検出センサ１１０の内部パラメータは、ＬＥＤ機能、音響閾値、ネットワークサーバのＩＰアドレス、アラートタイムアウト、シリアル番号、デバイスの再起動が必要か否か、最新のバイナリコード、及び／又は喫煙特定アルゴリズムパラメータ、並びにその他のパラメータのうちの１つ又は複数を含んでもよい。ここに挙げたパラメータのリストは例示的なものであり、網羅的なものではない。喫煙を特定するためのパラメータは、喫煙を特定するためのウィンドウサイズ若しくは閾値又は範囲を含んでもよい。

一態様において、制御サーバ１２０は、テキストファイル又はバイナリファイルを介して内部パラメータを更新してもよい。検出センサ１１０の内部パラメータのそれぞれは、データベース１３０に保存されてもよい。

別の態様において、制御サーバ１２０は、検出センサ１１０をまとめて、個別に又はグループ毎に制御してもよい。例えば、複数の検出センサ１１０を同じ場所に設置してもよい。それらが内部パラメータ又は設定を更新する必要があるとき、制御サーバ１２０は、当該場所の検出センサ１１０をまとめて制御してもよい。しかしながら、そのような制御は、他の場所に設置された検出センサ１１０に影響を与えなくてもよい。制御サーバ１２０は、クエリ言語を使用して、データベース１３０からデータを要求してもよい。そのようなクエリ言語としては、ＳＱＬ、ＭｙＳＱＬ、ＳＳＰ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ＰＨＰ、ＳＡＰ、Ｓｙｂａｓｅ、Ｊａｖａ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ、又はデータベースからのデータ要求に使用できる任意の言語を用いることができる。

さらに別の態様において、複数の検出センサ１１０が同じ場所に設置されている場合でも、制御サーバ１２０は、それらを別々に制御してもよい。当該場所において設置位置が異なるため、１つの検出センサ１１０が喫煙を特定するためのパラメータが、別の検出センサ１１０のパラメータとは異なる可能性があるためである。例えば、寝室に設置された検出センサ１１０は、バスルームに設置された検出センサ１１０とは異なるパラメータを有する。

クライアント１７０は、インターネットを介して制御サーバ１２０にログインして、検出センサ１１０からの検出結果のグラフ表示を見てもよい。クライアント１７０と制御サーバ１２０との間の通信は、ｈｔｔｐ、ｈｔｔｐｓ、ｆｔｐ、ＳＭＴＰ、又は関連するインターネットプロトコルを利用することができる。クライアント１７０は、各検出センサ１１０の設定を調整可能であってもよい。例えば、当該設定は、警告モード（例えば、電子メール、テキストメッセージ、電話、インスタントメッセージ、可聴警告等）、喫煙を特定した場合に当該警告が送信されるアドレス等を含んでもよい。クライアント１７０は、喫煙を特定するために検出センサ１１０が設置されている場所を担当する者である。例えば、クライアント１７０は、校長、副社長、学校の担当者、会社の社長、病院若しくは任意の商業施設の管理者、又は警備員であってもよい。しかしながら、ここに挙げたリストは網羅的なものではなく、例を示すためのみのものである。異なる場所で異なる地位にある他の人々をこのリストに含めてもよい。

検出センサ１１０が喫煙を特定したとき、検出センサ１１０は、インターネットプロトコルを使用して、クライアントサーバ１６０を介してクライアント１７０にアラートを送信してもよい。クライアントサーバ１６０は、喫煙が検出された場所を担当するクライアント１７０に簡単なメッセージ又は電子メールを送信するために使用されてもよい。クライアントサーバ１６０は、クライアントサーバ１６０に登録されたクライアント１７０を管理し、クライアント１７０からの要求に応じてアラート履歴及び他の通知を表示してもよい。さらに、クライアントサーバ１６０は、検出センサ１１０のカスタマイズ又は微調整を処理してもよい。そのようなカスタマイズにより、検出センサ１１０を再起動、更新、又は設定の受信が必要であることを示すアラートを提供してもよい。

一態様において、図１Ａにおいて点線で示すように、クライアントサーバ１６０とクライアント１７０との間の通信は、定期的に実行するのではなく、喫煙が特定された場合にのみ実行してもよい。クライアント１７０は、コンピュータ、スマートデバイス、又は携帯電話でアラートを受信してもよい。これにより、クライアント１７０は、喫煙が特定されたときにのみアラートを受信するので、膨大な数のメッセージが殺到することはない。さらに、クライアント１７０は、警報が受信されたときはいつでも、適時に且つ適切に当該場所を監督してもよい。

クライアントサーバ１６０が検出センサ１１０からアラートを受信すると、クライアントサーバ１６０は、通知対象者１５０へのアラートのプッシュ送信を管理するメッセージサーバ１４０と通信してもよい。様々な実施形態において、クライアント１７０は、当該場所のために制御サーバ１２０に直接アクセスできる第１連絡者としての担当者であってもよい。また、通知対象者１５０は、制御サーバ１２０への直接アクセスできない第２連絡担当者としての任意の関係者であってもよい。クライアントサーバ１６０がクライアント１７０にアラートを送信する方法と同様に、メッセージサーバ１４０は、テキストメッセージ、電子メール、インスタントメッセージ、電話、可聴警告、又は当業者が容易に利用可能な任意の通信手段を介して、通知対象者１５０にアラートを送信する。通知対象者１５０は、コンピュータ、スマートデバイス、携帯電話、携帯情報端末、タブレット、又は上記アラートを受信するために利用可能な任意の手段を介してアラートを受信してもよい。

上記のように、喫煙は、喫煙を示すサインが検出されたときに特定できるため、場所や時間に関係なく喫煙を特定できる。従って、喫煙の特定に関連する機能は、検出センサ１１０に組み込まれてもよい。この場合、喫煙が特定されると、検出センサ１１０は、制御サーバ１２０を迂回し、メッセージサーバ１４０及びクライアントサーバ１６０と直接通信して、検出センサ１１０が設置された場所の担当者又は責任者にアラートを送信してもよい。

閉塞された場所で喫煙によりガスの雲（又は煙）が発生するときであっても、喫煙によるガスの雲が検出センサ１１０に移動しない場合、検出センサ１１０は喫煙を特定できない場合もあり得る。この点に関して、空気が検出センサ１１０に移動する必要がある。本発明のいくつかの態様によれば、検出センサ１１０は、図１Ｂに示すように、換気システム１８０の戻りベントに設置してもよい。換気システム１８０は、閉塞領域１９０（バスルーム、寝室、シャワー室、オフィス、講義室、ホテルの部屋、教室、貯蔵庫、レストラン、及び／又は事業所等）内の空気の循環を強制又は促進してもよい。換気システム１８０は、戻りベント１８２及び供給ベント１８４を含む。換気システム１８０は、空気循環を起こして、空気が戻りベント１８２に引き込まれるようにする。

閉塞領域１９０の大きさに基づいて、換気システム１８０の出力を決定してもよい。すなわち、閉塞領域１９０の寸法が大きいほど、換気システム１８０の出力を大きくする。さらに、閉塞領域１９０の大きさに基づいて、供給ベント１８４及び戻りベント１８２の数を決定してもよい。一態様において、閉塞領域１９０に向かう供給ベント１８４の寸法は、戻りベント１８２の寸法より小さくてもよい。一態様において、１つ又は複数の供給ベント１８４及び戻りベント１８２は、換気システム１８０に接続されてもよい。

検出センサ１１０は、戻りベント１８２に設置されてもよい。閉塞領域１９０内の空気は戻りベント１８２を通って循環されるので、検出センサ１１０は、喫煙による雲１９５を感知し、閉塞領域１９０における喫煙行為があるときに喫煙を特定してもよい。複数の戻りベント１８２が換気システム１８０に接続されている場合、検出センサ１１０は、各戻りベント１８２に、又は供給ベント１８４に最も近い戻りベント１８２に設置されてもよい。

空気の動き／気流の速度に基づいて、検出センサ１１０は、空気を感知するためのサンプリングレートを制御してもよい。本発明のいくつかの態様によれば、空気／気流のより速い速度は、検出センサ１１０のより高いサンプリングレートに対応する。従って、検出センサ１１０の空気質センサは、空気／気流の速度が増加するにつれて空気のサンプリングレートを増加させてもよく、また、空気／気流の速度が減少するにつれてサンプリングレートを低下させてもよい。

様々な実施形態において、検出センサ１１０は、空気の動き／気流の速度に基づいて感度パラメータを調整してもよい。本発明のいくつかの態様によれば、空気／気流のより速い速度は、検出センサ１１０による喫煙／空気質の検出のためのより高い感度レベルに対応する。

閉塞領域１９０内の空気は、ファンを含み得る換気システム１８０の機構により、戻りベント１８２に引き込まれてもよい。さらに、検出センサ１１０の空気質センサのサンプリングレート及び／又は感度は、供給ベント１８４と戻りベント１８２との間の気流の速度に基づいて決定されてもよい。従って、より速い気流速度は、より高いサンプリングレート及び／又はより高い感度に対応し、逆もまた同様である。

一般に、喫煙による雲１９５及び閉塞領域１９０の空気には、水分及びほこりの粒子が含まれる。従って、検出センサ１１０は、水分及びほこりに耐性のある材料で作られてもよい。一態様において、検出センサ１１０は、ほこり及び／又は水分を除去するフィルタを含んでもよい。さらに、検出センサ１１０は、フィルタが目詰まりし、交換する必要がある場合、アラートを送信してもよい。

一態様において、検出センサ１１０は、戻りベント１８２の入口に設置されてもよい。別の態様において、検出センサ１１０は、空気が戻りベント１８２を通って移動する空気流路に沿って設置されてもよい。検出センサ１１０の設置位置は、検出センサ１１０が他の場所よりも空気に露出し得るように、戻りベント１８２の入口の周りの空気の動きに基づいて決定されてもよい。

また、検出センサ１１０のサンプリングレートは、学習モード中に収集された環境データに基づいて決定されてもよい。空気が換気システム１８０によって循環されている間、検出センサ１１０の空気質センサのサンプリングレートは、空気質センサが喫煙を特定することができるように調整及び更新されてもよい。

次に、図２を参照すると、本発明のいくつかの実施形態に係る図１Ａ及び図１Ｂの検出センサ１１０の機能ブロック図が示されている。検出センサ１１０は、空気質センサ２１０、ネットワークインターフェース２３０、電源装置２４０及びコントローラ２５０を含んでもよい。図２において点線で示すように、いじめ（bullying）を検出する音響センサ２２０は必要ではないが、検出センサ１１０に含まれてもよい。音響センサ２２０は、いじめの音を検出するために使用することができ、空気質センサ２１０は、空気質を検出するために使用することができる。

空気質センサ２１０は、空気中の水分及び水素含有量並びに空気の温度を含む空気質を検出することができる。換言すると、空気質センサ２１０は、空気質を感知するセンサの組合せを有してもよい。一態様において、空気質センサ２１０は、環境の空気量（戻りベント１８２を通って循環される空気の空気量等）を感知する他のセンサを含んでもよい。

喫煙は、湿度、水素及び温度の特定範囲の組合せによって検出することができる。このことは、本開示においてサイン（signature）として定義される。サインは設置場所や時間に依存しないため、喫煙を特定するための内部パラメータを事前に決定してもよい。しかしながら、空気質センサ２１０の内部感度パラメータは、例えば、空気の動き又は循環の速度に基づいてその感度を調整するための訓練を必要とする。ネットワークインターフェース２３０は、感知結果を制御サーバ１２０に送信するように構成されてもよい。一態様において、ネットワークインターフェース２３０は、喫煙が特定されたときに、アラートの送信要求をメッセージサーバ１４０及びクライアントサーバ１６０に送信してもよい。さらに、ネットワークインターフェース２３０は、内部設定又はパラメータを更新するための指令を制御サーバ１２０から受信してもよい。

一態様において、ネットワークインターフェース２３０は、無線で又は有線接続を介して他と通信してもよい。無線接続は、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、アドホックネットワーク、セルラーネットワーク等としてもよい。有線ネットワークでは、カテゴリ５ケーブル（ＣＡＴ５）、ＣＡＴ５Ｅ、カテゴリ６ケーブル（ＣＡＴ６）、又は同様のケーブルを使用可能である。音響センサ２２０、空気質センサ２１０及びネットワークインターフェース２３０は、電源装置２４０によって電力を供給され得る。検出センサ１１０に電力を供給するため、通常の電池を配置してもよい。例えば、単３、単４又は他の適切な電池を使用することができる。電源装置２４０は、電池及び電源コンセントへの接続を利用することができ、その結果、電源装置２４０は、電源が切れた場合に備えて、電池を使用して電力を供給することができる。

一態様において、電源装置２４０は、ＣＡＴ５又はＣＡＴ６等のネットワークケーブルから供給される電力を受けることができ、これは、パワーオーバーイーサネット（ＰｏＥ）又はアクティブイーサネットと呼ばれる。ＰｏＥ＋及び４ＰＰｏＥを使用して電力を供給することもできる。ネットワークケーブルが電力を供給するので、検出センサ１１０は、電源コンセントまでの距離を気にすることなく、ネットワークケーブルを設置できるあらゆる場所に設置することができる。また、電源装置２４０は、電源コンセントへの接続に必要な電気部品を必要としないので、製造コストを下げることができ、検出センサ１１０のサイズを小さくすることができる。検出センサ１１０は、検出センサ１１０の機能及び設定を制御するコントローラ２５０をさらに含む。検出センサ１１０に電力が供給されると、コントローラ２５０は、検出センサ１１０の設定と、音響センサ２２０及び空気質センサ２１０の内部パラメータとを設定する。さらに、コントローラ２５０は、ネットワークインターフェース２３０を制御して、喫煙が検出されたときに検出結果又はアラートの送信要求を送信し、制御サーバ１２０から更新指令を受信すると、設定及び内部パラメータをリセット又は更新する。

コントローラ２５０は、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ、ａｎｄｒｏｉｄ、ＩＯＳ、又は同様のソフトウェアオペレーティングシステムを実装することができる。一態様において、コントローラ２５０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、異なるタイプのプログラム可能な読取り専用メモリ（例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）、マイクロプロセッサ、又はマイクロコントローラ等のハードウェアシステムに実装することができる。

一態様において、コントローラ２５０は、電力消費を削減するためにハードウェアシステムから不要な機能を取り除き、喫煙の特定に必要な機能をハードウェアシステムに組み込むことによって、ハードウェアシステムに実装することができる。例えば、コントローラ２５０は、ラズベリーパイ（Raspberry Pi）に既に装備されている不要な機能を取り除き、喫煙を特定するための機能を組み込むことによって、ラズベリーパイに実装することができる。このようにして、音響センサ２２０、空気質センサ２１０、ネットワークインターフェース２３０及びコントローラ２５０を動作させるために必要な電力を、ネットワークケーブルを介して十分に供給することができる。消費電力を削減するためのこのアプローチは、他のハードウェアシステム又はソフトウェアオペレーティングシステムに適用可能である。

一態様において、検出センサ１１０は、警告システムを備えなくてもよい。従って、設置場所で喫煙が検出されると、喫煙の特定が喫煙者に黙って報告されるため、喫煙者は、そのような特定がクライアント１７０及び通知対象者１５０に報告されることを認識できない。

次に図４において、本発明の実施形態に係る喫煙検出方法４００のフローチャートが示されている。方法４００は、ステップ４１０で温度及び湿度を感知することから始まる。上記のように、検出センサの改良型水素センサ（空気センサ）の電圧又は抵抗は、環境温度に応じて変化するため、改良型水素センサは変化する可能性がある。従って、ステップ４２０において、改良型水素センサの調整が必要であるか否かが判定される。

ステップ４２０において調整が必要であると判定された場合、ステップ４３０において、改良型水素センサの電圧又は抵抗は、ガス（例えば、水素）を適切に感知するように調整され、次いで、方法４００はステップ４４０に移る。

一態様において、ステップ４１０〜４３０は、学習モードの所定期間中に実行されて、喫煙特定のための基本データを生成してもよい。基本データは、喫煙特定のために空気サインと比較され、検出センサの内部感度パラメータを更新又は調整するために使用されてもよい。

ステップ４２０において調整が必要でないと判定された場合、ステップ４４０において、改良型水素センサは、ガスを読み取る。

ステップ４５０において、感知された温度、湿度及びガスが、喫煙を示すサインと一致するか否かが判定される。このことは、感知結果が、喫煙を特定するための対応する範囲内にあるか否かを意味する。従って、それらがサインと一致すると、ステップ４６０においてアラートが送信される。それ以外の場合、方法４００はステップ４１０に戻り、ステップ４１０〜４６０を繰り返す。

一態様において、学習モードが実行された後、ステップ４１０、４４０、４５０、４６０のみがアクティブモードで実行されてもよい。学習モードとアクティブモードが繰り返し実行される場合、ステップ４１０〜４６０も繰り返し実行されてもよい。一態様において、アクティブモード及び学習モードの配置に基づいて、それに対応させてステップ４１０〜４６０を配置してもよい。

次に図５を参照すると、図５には、簡略化された計算装置５００のブロック図が示されている。計算装置５００は、図１の制御サーバ１２０、データベース１３０、メッセージサーバ１４０及びクライアントサーバ１６０として実装可能である。計算装置５００は、メモリ５１０、プロセッサ５２０、ディスプレイ５３０、ネットワークインターフェース５４０、入力装置５５０及び／又は出力モジュール５６０を含んでもよい。メモリ５１０は、持続的にコンピュータ読取り可能な任意の記憶媒体を含み、この記憶媒体は、プロセッサ５２０によって実行可能であり、計算装置５００の動作を制御するソフトウェア及び／又はデータを記憶する。

一態様において、メモリ５１０は、１つ又は複数の半導体ストレージデバイス（フラッシュメモリチップ等）を含んでもよい。これに代えて、或いは１つ又は複数の半導体ストレージデバイスに加えて、メモリ５１０は、大容量ストレージコントローラ（図示せず）及び通信バス（図示せず）を介してプロセッサ５２０に接続された１つ又は複数の大容量ストレージデバイスを含んでもよい。本明細書に含まれるコンピュータ読取り可能な記憶媒体の説明は、半導体ストレージに言及しているが、当業者であれば、コンピュータ読取り可能な記憶媒体は、プロセッサ５２０によってアクセス可能な且つ利用可能な任意の媒体とすることが可能であることを理解可能であろう。すなわち、コンピュータ読取り可能な記憶媒体は、持続的、揮発性及び不揮発性、取り外し可能及び取り外し不可能である媒体を含んでもよく、そのような媒体は、コンピュータ読取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール又は他のデータ等の情報を記憶するための任意の方法又は技術で実装されてもよい。例えば、コンピュータ読取り可能な記憶媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他の半導体メモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ若しくは他の光ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気ストレージデバイス、又は所望の情報を記憶するために使用することができ、且つ計算装置５００によってアクセス可能な他の任意の媒体が含まれる。

メモリ５１０は、アプリケーション５１４及び／又はデータ５１２（例えば、図２の音響センサ２２０及び空気質センサ２１０からの基本データ及び履歴データ）を格納してもよい。アプリケーション５１４は、プロセッサ５２０によって実行されると、ディスプレイ５３０に、図３を含むユーザインターフェース５１６を表示させてもよい。プロセッサ５２０は、汎用プロセッサ、専用化されたグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、及び／又はこれらプロセッサの任意の数又は組み合わせとしてもよい。ＧＰＵは、他のタスクを実行させるために汎用プロセッサを解放しながら、特定のグラフィックス処理タスクを実行するように構成される。ディスプレイ５３０は、タッチ式及び／又は音声操作式としてもよく、入力装置及び出力装置の両方として機能させてもよい。或いは、キーボード（図示せず）、マウス（図示せず）、又は他のデータ入力装置を使用してもよい。ネットワークインターフェース５４０は、ネットワークに接続するように構成することが可能であり、そのようなネットワークには、有線ネットワーク及び／若しくは無線ネットワークからなるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、無線モバイルネットワーク、ブルートゥース（登録商標）ネットワーク並びに/又はインターネットが含まれる。

一態様において、計算装置５００は、ネットワークインターフェース５４０を介して、図１Ａ及び図１Ｂの検出センサ１１０の検出結果を受信してもよい。ここでの検出結果には、例えば、履歴データが含まれ、履歴データは、全実行時間又は所定期間に亘って検出センサ１１０からの検出された空気質を含む時系列データとすることができる。計算装置５００は、ネットワークインターフェース５４０を介して、自らのソフトウェア（例えばアプリケーション５１４）への更新情報を受信してもよい。また、計算装置５００は、ソフトウェアの更新が可能であるという通知をディスプレイ５３０に表示してもよい。

入力装置５５０は、ユーザが計算装置５００と相互にやり取り可能な任意の装置とすることができ、そのような装置として、例えば、マウス、キーボード、フットペダル、タッチスクリーン及び／又は音声インターフェースが含まれる。出力モジュール５６０は、任意の接続ポート又はバスを含むことが可能であり、そのようなものとしては、例えば、パラレルポート、シリアルポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、又は当業者に知られている他の同様の接続ポートが含まれる。アプリケーション５１４は、メモリ５１０に格納され、計算装置５００のプロセッサ５２０によって実行される１つ又は複数のソフトウェアプログラムとしてもよい。アプリケーション５１４は、計算装置５００に直接、又はネットワークインターフェース５４０を介してインストールしてもよい。アプリケーション５１４は、ウェブベースのアプリケーションとして、又は当業者に知られている他の任意のフォーマットとして、計算装置５００上でネイティブに実行してもよい。

一態様において、アプリケーション５１４は、本開示で説明される全ての特徴及び機能を有する単一のソフトウェアプログラムであってもよい。他の態様において、アプリケーション５１４は、これらの特徴及び機能の様々な部分を提供する２つ以上の別個のソフトウェアプログラムであってもよい。アプリケーション５１４の一部を形成する様々なソフトウェアプログラムは、互いに通信すること、並びに／又は、喫煙の特定に関連する様々な設定及びパラメータをインポート及びエクスポートすることが可能であってもよい。アプリケーション５１４は、ユーザインターフェース５１６と通信する。ユーザインターフェース５１６は、図１Ａの通知対象者１５０又はクライアント１７０に対してディスプレイ５３０上で視覚的インタラクティブ機能を提示するユーザインターフェースを生成する。例えば、ユーザインターフェース５１６は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を生成し、ＧＵＩをディスプレイ５３０に出力して、図３のようなグラフィカルな図を提示してもよい。

特定の動作要件及び環境に適合するように他の修正及び変更を行うことができるため、当業者であれば、本発明が本開示に記載された例に限定されず、本発明の精神又は範囲から逸脱するものではない他の様々な変更及び修正をカバーし得ることが理解されよう。

１００…検出システム １１０…検出センサ
１２０…制御サーバ １３０…データベース
１４０…メッセージサーバ １５０…通知対象者
１６０…クライアントサーバ １７０…クライアント
１８０…換気システム １８２…戻りベント
１８４…供給ベント １９０…閉塞領域
２１０…空気質センサ ２２０…音響センサ
２５０…ネットワークインターフェース
２４０…電源装置 ２３０…コントローラ
５００…計算装置 ５１０…メモリ
５１２…データ ５１４…アプリケーション
５１６…ユーザインターフェース ５２０…プロセッサ
５３０…ディスプレイ ５４０…ネットワークインターフェース
５５０…入力装置 ５６０…出力モジュール

Claims (23)

1. 空気が供給ベントを介して供給され、戻りベントに戻る閉塞領域内における電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するセンサシステムであって、
   前記センサシステムは、
   前記閉塞領域内で前記空気を循環させる換気システムの前記戻りベントの入口又はその近傍に配置され、前記戻りベントに循環される前記空気の空気質を感知するように構成された空気センサと、
   前記喫煙を示す空気サインに基づいて、感知された前記空気質から前記電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するように構成されたコントローラと、
   前記電子タバコ又はタバコの喫煙が特定されたときに、前記喫煙を示すアラートを通知するように構成されたネットワークインターフェースと
   を備え、
   前記空気サインは、前記コントローラと通信するデータベースに保存され、
   前記コントローラは、前記換気システムの前記戻りベントと前記供給ベントとの間の気流の速度に基づいて、前記閉塞領域での前記電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するための前記空気センサの内部感度パラメータを調整するようにさらに構成される、センサシステム。
2. 前記センサシステムは、パワーオーバーイーサネット（登録商標）、パワーオーバーイーサネットプラス、又は電源コンセントによる電力のうちの少なくとも１つを実施する電源接続をさらに備える、請求項１に記載のセンサシステム。
3. 前記空気センサは、前記戻りベントを通って運ばれる前記空気の気流に基づくサンプリングレートで、前記戻りベントを通って運ばれる前記空気をサンプリングするように構成される、請求項１に記載のセンサシステム。
4. 速い気流の前記サンプリングレートは、遅い気流の前記サンプリングレートよりも大きい、請求項３に記載のセンサシステム。
5. 前記内部感度パラメータは、前記空気の遅い気流に対してよりも、前記空気の速い気流に対して敏感になるように調整される、請求項１に記載のセンサシステム。
6. 前記空気センサは、前記電子タバコ又はタバコの喫煙を特定する前の所定期間中に前記閉塞領域において学習モードで収集されたデータによって訓練される、請求項１に記載のセンサシステム。
7. 前記コントローラは、前記所定期間中に前記学習モードで収集されたデータに基づいて前記内部感度パラメータを調整するようにさらに構成される、請求項６に記載のセンサシステム。
8. 前記コントローラは、収集された前記データを前記空気サインと比較することで前記内部感度パラメータを調整するようにさらに構成される、請求項７に記載のセンサシステム。
9. 前記空気サインは、温度範囲、水素範囲、湿度範囲、粒子濃度範囲及び粒子質量範囲を含む、請求項７に記載のセンサシステム。
10. 前記アラートは、テキストメッセージ、電子メール、光学的点滅又は可聴音のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のセンサシステム。
11. 空気が供給ベントを介して供給され、戻りベントに戻る閉塞領域内における電子タバコ又はタバコの喫煙を特定する検出システムであって、
    前記検出システムは、
    前記戻りベント及び前記供給ベントを含み、前記閉塞領域内で前記空気を循環させる換気システムと、
    前記戻りベントの入口に又はその近傍に配置されたセンサシステムと
    を備え、
    前記センサシステムは、
    前記戻りベントに循環する前記空気の空気質を感知するように構成された空気センサと、
    前記喫煙を示す空気サインに基づいて、感知された前記空気質から前記電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するように構成されたコントローラと、
    前記電子タバコ又はタバコの喫煙が特定されたときに、前記喫煙を示すアラートを通知するように構成されたネットワークインターフェースと
    を備え、
    前記空気サインは、前記コントローラと通信するデータベースに保存され、
    前記コントローラは、前記換気システムの前記戻りベントと前記供給ベントとの間の気流の速度に基づいて、前記閉塞領域での前記電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するための前記空気センサの内部感度パラメータを調整するようにさらに構成される、検出システム。
12. 前記センサシステムは、パワーオーバーイーサネット、パワーオーバーイーサネットプラス、又は電源コンセントによる電力のうちの少なくとも１つを実施する電源接続をさらに備える、請求項１１に記載の検出システム。
13. 前記空気センサは、前記戻りベントを通って運ばれる前記空気の気流に基づくサンプリングレートで、前記戻りベントを通って運ばれる前記空気をサンプリングするように構成される、請求項１１に記載の検出システム。
14. 速い気流のサンプリングレートは、遅い気流のサンプリングレートよりも大きい、請求項１３に記載の検出システム。
15. 前記内部感度パラメータは、前記空気のより遅い気流よりも、より速い気流に対してより敏感になるように調整される、請求項１１に記載の検出システム。
16. 前記空気センサは、前記電子タバコ又はタバコの喫煙を特定する前の所定期間中に前記閉塞領域において学習モードで収集されたデータによって訓練される、請求項１１に記載の検出システム。
17. 前記コントローラは、前記所定期間中に前記学習モードで収集されたデータに基づいて前記内部感度パラメータを調整するようにさらに構成される、請求項１６に記載の検出システム。
18. 前記コントローラは、収集された前記データを前記空気サインと比較することで前記内部感度パラメータを調整するようにさらに構成される、請求項１７に記載の検出システム。
19. 前記空気サインは、温度範囲、水素範囲、湿度範囲、粒子濃度範囲及び粒子質量範囲を含む、請求項１８に記載の検出システム。
20. 前記アラートは、テキストメッセージ、電子メール、光学的点滅又は可聴音のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の検出システム。
21. 空気が換気システムの供給ベントを介して供給され、戻りベントに戻る閉塞領域内における電子タバコ又はタバコの喫煙を特定する方法であって、
    前記閉塞領域内で前記空気を循環させる前記換気システムの前記戻りベントの入口又はその近傍に配置され、前記戻りベントに循環される前記空気の空気質を感知するように構成された空気センサにより、学習モード中の所定期間においてデータを収集するステップと、
    前記空気センサと通信するコントローラによって、前記電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するための前記空気センサの内部感度パラメータを、収集された前記データに基づいて調整するステップと、
    前記戻りベントを介して運ばれる前記空気の空気質を前記空気センサによって感知するステップと、
    前記コントローラと通信するデータベースに保存された空気サインに基づいて、感知された前記空気質から前記電子タバコ又はタバコの喫煙を、前記コントローラにより特定するステップと、
    前記電子タバコ又はタバコの喫煙が特定されたとき、前記コントローラと通信するネットワークインターフェースを介して通信してアラートを通知するステップと
    を有し、
    前記閉塞領域での前記電子タバコ又はタバコの喫煙を特定するための前記空気センサの内部感度パラメータは、前記換気システムの前記戻りベントと前記供給ベントとの間の気流の速度に基づいて、前記コントローラによりさらに調整される、方法。
22. 前記空気サインは、温度範囲、水素範囲、湿度範囲、粒子濃度範囲及び粒子質量範囲を含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記内部感度パラメータを調整するステップは、収集された前記データを前記空気サインと比較することで前記空気センサの前記内部感度パラメータを調整するステップを含む、請求項２１に記載の方法。

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