JP7281921B2

JP7281921B2 - 無線通信システム、センサデバイスおよび無線通信方法

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Publication number: JP7281921B2
Application number: JP2019030927A
Authority: JP
Inventors: 勇輔合家; 智樹清水; 和典外山
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Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2023-05-26
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Description

本発明は、無線通信システム、センサデバイスおよび無線通信方法に関する。

病院、介護施設、保育園等において対象者に生体センサを装着してもらい、対象者の状態を把握するシステムがある。生体センサによって検出された検出結果は、サーバ装置に集約される。サーバ装置は、対象者毎に生体センサの検出結果を分析することで、各対象者の状態が判定され、判定結果に応じて必要な情報を出力する。これにより、対象者の状態に応じて必要な対応をすることができる。対象者が複数いる場合、生体センサは、対象者にそれぞれ複数設けられる。このような生体センサは、施設内に複数収容される。なお、各種センサを患者等に取り付け、患者の状態を監視する介護支援システムも提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１２－１５０７３７号公報

しかしながら、対象者には、医療機器を利用しているユーザもいるため、生体センサを備えたセンサデバイスとして、高出力の無線通信機器を用いることは避けることが好ましい。

また、高出力の無線通信機器を用いない場合には、低電力無線通信方式のセンサデバイスを利用することが考えられる。しかし、センサデバイスからサーバ装置等の上流側の機器へデータを送信する場合、対象者の姿勢によっては、センサと受信側の機器との間に対象者の体の一部が存在する場合がある。このような場合、低電力無線通信方式においては、対象者の体の一部が障害物となり、センサデバイスから送信されたデータが受信側において正常に受信できない場合があるという問題がある。

なお、特許文献１は、センサと通信機の間において通信が成立することを想定したシステムが開示されており、通信が成立しない場合については想定されていない。

上述の課題を鑑み、本発明は、低電力の無線通信でもセンサデバイスからのセンサデータを安定してサーバ装置に送信できる無線通信システム、センサデバイスおよび無線通信方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線通信システムは、対象者の身体に取り付け可能であって低電力通信によって無線通信をするセンサデバイスが複数設けられる管理エリアにおけるセンサデータを取得する無線通信システムであって、前記第１センサデバイスから送信されるセンサデータまたは前記第２センサデバイスから送信されるセンサデータを受信し、受信したセンサデータをサーバ装置に対して送信する中継機と、前記中継機から送信されるセンサデータを受信するサーバ装置とを備え、前記第１センサデバイスは、自身が取り付けされた対象者の生体情報を検出したセンサデータを、特定の機器を通信相手として送信する第１動作モードまたは、自センサデバイスの通信可能な領域内にある機器のいずれかを選択し送信する第２動作モードのいずれかで送信する第１送信部と、前記第１動作モードによって通信が可能であるか否かの判定結果に基づいて、前記第１動作モードによって通信可能である場合に前記第１送信部について前記第１動作モードを選択し、前記第１動作モードによって通信ができない場合に前記第１送信部について前記第２動作モードを選択し、前記第１送信部に動作モードについて指示する選択部とを有し、前記第２センサデバイスは、前記第１センサデバイスから送信されるセンサデータを受信する第１受信部と、前記受信したセンサデータを他の第２センサデバイスまたは中継機に送信する第２送信部を有し、前記第１センサデバイスは、前記対象者の腹部に取り付けられており、自センサデバイスが取り付けられた前記対象者の姿勢を検出する姿勢センサを有し、前記選択部は、前記姿勢センサの検出結果が前記対象者の姿勢が横向きを示す場合には、前記第２動作モードを選択する。

また、本発明の一態様に係るセンサデバイスは、対象者の身体に取り付け可能であって低電力通信によって無線通信をする複数のセンサデバイスのうち第１センサデバイスから送信されるセンサデータまたは第２センサデバイスから送信されるセンサデータを受信し、受信したセンサデータをサーバ装置に対して送信する中継機を備える無線通信システムにおけるセンサデバイスであって、自身が取り付けされた対象者の生体情報を検出したセンサデータを、特定の機器を通信相手として送信する第１動作モードまたは、自センサデバイスの通信可能な領域内にある機器のいずれかを選択し送信する第２動作モードのいずれかで送信する第１送信部と、前記第１動作モードによって通信が可能であるか否かの判定結果に基づいて、前記第１動作モードによって通信可能である場合に前記第１送信部について前記第１動作モードを選択し、前記第１動作モードによって通信ができない場合に前記第１送信部について前記第２動作モードを選択し、前記第１送信部に動作モードについて指示する選択部とを有し、前記対象者の腹部に取り付けられた状態で前記対象者の姿勢を検出する姿勢センサを有し、前記選択部は、前記姿勢センサの検出結果が前記対象者の姿勢が横向きを示す場合には、前記第２動作モードを選択する。

また、本発明の一態様に係る無線通信方法は、対象者の身体に取り付け可能であって低電力通信によって無線通信をするセンサデバイスが複数設けられる管理エリアにおけるセンサデータを取得する無線通信方法であって、第１センサデバイスが、特定の機器を通信相手として送信する第１動作モードに設定して、通信が可能であるか否かを判定する工程と、第１センサデバイスが、前記第１動作モードによって通信が可能であるか否かの判定結果に基づいて、前記第１動作モードによって通信可能である場合に前記第１動作モードを選択し、前記第１動作モードによって通信ができない場合に、自センサデバイスの通信可能な領域内にある機器のいずれかを選択し送信する第２動作モードに選択して、自身が取り付けされた対象者の生体情報を検出したセンサデータを送信する工程と、第２センサデバイスが、前記第１センサデバイスから送信されるセンサデータを受信し、前記受信したセンサデータを他の第２センサデバイスまたは中継機に送信する工程と、前記中継機が、前記第１センサデバイスまたは前記第２センサデバイスから送信されるセンサデータを受信し、受信したセンサデータをサーバ装置に対して送信する工程と、前記サーバ装置が、前記中継機から送信されるセンサデータを受信する工程と、第１センサデバイスが、前記対象者の腹部に取り付けられた状態で前記対象者の姿勢を検出し、その検出結果が前記対象者の姿勢が横向きを示す場合には、前記第２動作モードを選択する工程とを含む。

本発明によれば、対象者の生体情報を検出するセンサデバイスが中継機と直接通信を行えない場合でも、他のセンサデバイスを中継して、中継機にセンサデータを送信することができる。このことから、対象者に取り付けるセンサデバイスとして低電力無線通信のものを用いることができ、機器の小型化、軽量化が図れるとともに、対象者への影響を軽減できる。また、本発明によれば、障害物が多い環境下でも、安定して通信が行えるので、中継機の導入台数を削減でき、コストダウンを図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの概要の説明図である。本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムにおける対象者へのセンサデバイスの取付けの説明図である。本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムにおけるセンサデバイスの構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムにおける中継機の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態における中継処理の説明図である。本発明の第１の実施形態における中継処理を実現するための処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１の概要の説明図である。本発明は、病院、介護施設、保育園等において対象者に生体センサを装着してもらい、対象者の状態を把握するシステムに用いることができる。この例は、保育園への適用例である。

図１において、生体情報を計測する対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎ（Ｎは任意の整数）の身体には、センサデバイス（第１センサデバイス）２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎが取り付けられる。保育園の場合には、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎは、園児である。この例では、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎとなる園児が寝具に寝ていることを想定している。また、施設の管理エリア５０の天井、床、寝具等には、センサデバイス（第２センサデバイス）２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍ（Ｍは任意の整数）が取り付けられる。

なお、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎとセンサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍとは、物理的には同様のものが用いられる。ここでは、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎの身体に取り付けられているものをセンサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎとし、それ以外のものをセンサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍとしている。

例えばセンサデバイスが一定数だけ導入され、そのうちの一部のセンサデバイスが実際に対象者に装着され、いくつかは余剰分として未装着状態で残ることが想定される。この場合、実際に対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎに装着されたセンサデバイスがセンサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎとなる。また、未装着状態のセンサデバイスは、管理エリア５０の壁、棚、天井等、任意の位置に設置される。これらのセンサデバイスがセンサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍとなる。これにより、特別なセンサデバイス用の中継機を増設する必要がなく、システムの運用を変えずに使用することができる。勿論、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎと、センサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍとを別個の形態として用意してもよい。

また、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎの数は任意である。また、以下の説明では、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎを区別しない場合には、対象者１０と称する場合がある。また、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎの数は任意である。センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎを区別しない場合には、センサデバイス２０ａと称する場合がある。また、ここでは、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎの全てにセンサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎを取り付けているので、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎの数とセンサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎの数は一致しているが、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎの数とセンサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎの数は一致しているとは限られない。また、センサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍの数は任意である。センサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍを区別しない場合には、センサデバイス２０ｂと称する場合がある。

センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎおよびセンサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍは低電力通信を行うもので、特定の相手方のデバイスにデータを送信する第１動作モードと、通信が可能な近隣のいずれかを選択し通信を行う第２動作モードが設定できる。また、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎおよびセンサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍは、近隣のデバイス間で、データを中継する機能を有している。

中継機３０は、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎからの生体情報をセンサデータとして受信し、このセンサデータを集約して、所定時間（例えば５秒）毎に、サーバ装置４０に送信する。なお、中継機３０がサーバ装置４０にセンセデータを送信するタイミングは、センサデータを受信したタイミングや施設管理者が指示する任意のタイミング等でもよい。ここで、本実施形態では、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎで検出されたセンサデータを中継機３０に送信する際に、センサデータを直接送信できない場合には、センサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍを中継して、中継機３０にセンサデータを送信することができる。このことから、中継機３０を複数台用意する必要はない。このことについては、後に説明する。

サーバ装置４０は、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎ毎に生体情報の検出結果を分析することで、各対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎの状態を判定し、判定結果に応じて必要な情報を出力する。サーバ装置４０は物理的に１つである必要はなく、インターネット等のネットワーク上に複数のサーバを分散配置するようにしてもよい。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１における対象者１０へのセンサデバイス２０ａの取付けの説明図である。

図２に示すように、対象者１０の例えば腹部には、センサデバイス２０ａが装着される。センサデバイス２０ａは、対象者１０の生体情報(体の向き、呼吸数、体温など)を計測する。より具体的には、センサデバイス２０ａは、三軸加速度センサ、温度センサ等を備えている。センサデバイス２０ａは、頭部から下肢に対する方向に沿った体軸と、三軸加速度センサの３軸の向きの何れかの軸とが平行となるように取り付けられる。この三軸加速度センサにより、対象者１０の体の向きが検出できる。また、三軸加速度センサを対象者１０の腹部に装着することで、対象者１０の呼吸が検出できる。また、温度センサにより、対象者１０の体温が検出できる。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１におけるセンサデバイス２０ａ（２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎ）および２０ｂ（２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍ）の構成を示すブロック図である。図３に示すように、センサデバイス２０ａおよび２０ｂは、センサ２１、操作部２２、表示部２３、通信部２４、制御部２５、および記憶部２６から構成される。

センサ２１は、生体情報(体の向き、呼吸数、体温など)を計測する。より具体的には、センサ２１は三軸加速度センサ、温度センサ等からなる。

操作部２２は、ユーザの操作入力を受け付ける。表示部２３は、各種の情報を表示する。

通信部２４は、他のセンサデバイス２０ａ、２０ｂや中継機３０と通信を行う。通信部２４としては、低電力無線通信のものが用いられる。例としてはＺｉｇＢｅｅやＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）である。通信部２４は、第１動作モードと第２動作モードとに設定できる。第１動作モードでは、特定の相手方のデバイスとの通信を行う。第２動作モードでは、通信が可能な近隣のいずれかを選択し通信を行う。低電力通信方式がＢＬＥである場合、第１動作モードでは中継機が受信できるブロードキャストデータを送信し、そのデータを受信した中継機とコネクションを築いてセンサデータを送信する。第２動作モードは、第１動作モードによって中継機とコネクションを築くことができなかった場合に実行される動作モードである。第２動作モードでは、周囲のデバイスが受信できるブロードキャストデータを送信し、そのデータを受信したデバイスのうち１つのデバイスとコネクションを築いてセンサデータを送信する。また、通信部２４は、他のデバイスからのデータを受信し、さらに他のデバイスに送信する中継機能を有する。

すなわち、センサデバイス２０ａとして用いる場合には、通信部２４および制御部２５は、第１動作モードと第２動作モードとに設定できる第１送信部と、第１動作モードと第２動作モードとを切り替える選択部と、特定の機器に対する通信を開始してから所定時間を経過するまでにセンサデータの送信が完了したか否かを判定する判定部として機能する。第１送信部は、自身が取り付けられた対象者１０の生体情報を検出したセンサデータを、特定のデバイスを通信相手として送信する第１動作モード、または通信可能な領域内にあるセンサデバイスのいずれかを選択し送信する第２動作モードのいずれかで送信する。選択部は、判定部の判定結果に基づいて、所定時間を経過するまでにセンサデータの送信が完了した場合には、第１動作モードによって第１送信部の通信が完了したことを検出し、所定時間を経過するまでにセンサデータの送信が完了しなかった場合には、第２動作モードを選択する。また、センサデバイス２０ｂとして用いる場合には、通信部２４および制御部２５は、第１センサデバイスから送信されるセンサデータを受信する第１受信部と、受信したセンサデータを他のセンサデバイス２０ｂまたは中継機３０に送信する第２送信部として機能する。

制御部２５は、機器全体の制御を行っている。また、制御部２５は、センサ２１で検出されたデータから、生体情報を取得する。すなわち、センサ２１は、三軸加速度センサや温度センサ等を含む。制御部２５は、三軸加速度センサや温度センサの測定値を記憶部２６に記憶しておく。そして、制御部２５は、記憶部２６から三軸加速度センサや温度センサの測定値を読み出し、加速度センサの三軸それぞれの測定値や時間に対する変化量を基に、対象者１０の体の向きや呼吸数を算出する。また、制御部２５は、センサ２１に含まれる温度センサの測定値から、対象者１０の体温を算出する。

記憶部２６は、各種のデータを記憶する。本実施形態では、記憶部２６は、センサ２１の検出情報から求められた生体情報を記憶する。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１における中継機３０の構成を示すブロック図である。図４に示すように、中継機３０は、センサ３１、操作部３２、表示部３３、センサデバイス用通信部３４、サーバ用通信部３５、制御部３６、および記憶部３７から構成される。

センサ３１は、各種の情報を計測する。より具体的には、センサ３１は三軸加速度センサ、温度センサ等からなる。

操作部３２は、ユーザの操作入力を受け付ける。表示部３３は、各種の情報を表示する。

センサデバイス用通信部３４は、センサデバイス２０ａ、２０ｂと通信を行う。センサデバイス用通信部３４としては、ＺｉｇＢｅｅやＢＬＥのような、低電力通信のものが用いられる。

サーバ用通信部３５は、サーバ装置４０と通信を行う。サーバ用通信部３５としては、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等のモバイル通信や無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信といった長距離、高速通信が可能なものが用いられる。すなわち、センサデバイス用通信部３４は、通信距離が数ｍから十数ｍ程度の低電力、低消費電力の無線通信方式であるのに対して、サーバ用通信部３５は、センサデバイス用通信部３４の通信方式に比べて長距離かつ高速通信が可能な無線通信方式を用いている。

制御部３６は、機器全体の制御を行っている。記憶部３７は、各種のデータを記憶する。本実施形態では、記憶部３７は、センサデバイス２０ａから送られてきた対象者１０の生体情報をセンサデータとして集計して記憶する。

前述したように、本実施形態では、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎで検出されたセンサデータを中継機３０に送信する際に、センサデータを直接送信できない場合には、センサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍを中継して、中継機３０にセンサデータを送信している。このときの処理について以下に説明する。

図５は、本発明の第１の実施形態における中継処理の説明図である。図５において、複数のセンサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎは、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎの生体情報を検出して、無線で送信している。ここで、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎが中継機３０に直接データを送信できれば、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎで検出された生体情報を中継機３０に送信することができる。

しかしながら、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎに備えられている通信部２４は、ＺｉｇＢｅｅやＢＬＥのような低電力無線通信のものである。このため、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎが中継機３０から離れていたり、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎと中継機３０との間に障害物があると、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎから中継機３０に直接データが送信できない。また、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎの姿勢等によっても、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎから中継機３０に直接データを通信できないことがある。

そこで、本実施形態では、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎから中継機３０に直接データが送信できない場合には、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎから、センサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍを介して、センサデータを中継機３０に送るようにしている。

例えば、図５の例では、センサデバイス２０ａ－１が対象者の生体情報を無線で送信するとする。この場合、センサデバイス２０ａ－１は、まず、中継機３０を相手方として第１動作モードに設定し、中継機３０との通信を試みる。中継機３０との通信が可能なら、センサデバイス２０ａ－１は、中継機３０と直接通信を行い、中継機３０にセンサデータを送信する。しかしながら、センサデバイス２０ａ－１と中継機３０との間に障害物等があると、センサデバイス２０ａ－１から中継機３０にセンサデータを送信できない。ここで、センサデバイス２０ａ－１が中継機３０にセンサデータを送信できない場合には、例えば、他のセンサデバイスに対してコネクションによって通信を確立できない場合や、コネクションによって通信を開始したが、所定時間以内に通信が正常に完了しない（センサデータ送信が完了しない）場合がある。

中継機３０との通信が行えない場合には、センサデバイス２０ａ－１は、第２動作モードに設定し、通信が可能な近隣のセンサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２にセンサデータを送信する。

センサデータを受信したセンサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２は、センサデバイス２０ａ－１から受信したセンサデータを中継機３０に送信する。これにより、センサデバイス２０ａ－１は、中継機３０にセンサデータを送信することができる。

なお、中継機３０は、センサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍを複数段を経由してセンサデータを受信することもできる。すなわち、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎのうち少なくともいずれか１つのセンサデバイスから送信されたセンサデータを受信したセンサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍは、第１動作モードによって中継機３０にセンサデータを送信することができない場合には、さらに第２動作モードによって、別のセンサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍにセンサデータを送信する。ここでは、例えばブロードキャストによって周囲に存在する複数のセンサデバイスのいずれかとコネクションを築くことができるため、いずれかのセンサデバイスがデータを受信することが可能である。そのため、周囲にある複数のセンサデバイスのうちいずれかのセンサデバイスがセンサデータを受信することで、そのセンサデバイスが、受信したセンサデータを中継機３０に送信する。ここでは、障害物があり中継機３０に送信できない場合には、さらに他のセンサデバイスを介してセンサデータを送信すればよい。このようにして、障害物を迂回するようにしてセンサデータを送信することで、中継機３０は、センサデバイスからのセンサデータを受信することができる。

図６は、本発明の第１の実施形態における中継処理を実現するための処理を示すフローチャートである。

（ステップＳ１０１）制御部２５は、内蔵された記憶部２６から生体情報を読み出す。

（ステップＳ１０２）制御部２５は、中継機３０を相手方として第１動作モードに設定し、記憶部２６から読み出した生体情報をセンサデータとして中継機３０に送信する処理を行う。

（ステップＳ１０３）制御部２５は、中継機３０への送信が完了したか否かを判定する。この時点で中継機３０への送信が完了していたら（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、送信処理を終了する。中継機３０への送信が完了していない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、処理をステップＳ１０４に進める。

（ステップＳ１０４）制御部２５は、送信からの経過時間が１０秒以上経過したか否かを判定する。送信からの経過時間が１０秒未満の場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、処理をステップＳ１０５に進める。送信からの経過時間が１０秒以上経過した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御部２５は、中継機３０との通信が困難であると判断し、処理をステップＳ１０６に進める。

（ステップＳ１０５）最初の送信から１０秒未満の場合、制御部２５は、さらに送信から１秒以上経過したかどうかを判定する。送信からの経過時間がさらに１秒経過していない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻り、送信が完了したか否かの判定処理を続ける。送信完了からの経過時間がさらに１秒経過したら（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に戻り、第１動作モードに設定したまま、再度、中継機３０への生体情報の送信処理を行う。

（ステップＳ１０６）制御部２５は、第２動作モードに切り替えて、近隣の他のセンサデバイスへセンサデータを送信する。

（ステップＳ１０７）制御部２５は、第２動作モードに設定して近隣の他のセンサデバイスへ生体情報を送信すると、その情報の送信が完了したか否かの判定を行う。この時点で近隣の他のセンサデバイスへの送信が完了していたら（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、送信処理を終了する。近隣の他のセンサデバイスへの送信が完了していない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、処理をステップＳ１０８に進める。

（ステップＳ１０８）制御部２５は、送信から１秒経過したか否かを判定する。送信から１秒経過していなければ（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１０７に戻る。送信から１秒経過していたら（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に戻り、第２動作モードに設定したまま、再度、近隣の他のセンサデバイスへの生体情報の送信を行う。

この例では、センサデバイス２０ａと中継機３０が通信可能であるかの判定は、センサデバイス２０ａと中継機３０との間の不通時間が１０秒を越えるか否かで判定している。すなわち、センサデバイス２０ａから特定のデバイスに対する通信を開始してから１０秒間（第１時間）を経過するまでにセンサデータの送信が完了したか否かを判定し、１０秒間を経過するまでにセンサデータの送信が完了した場合には、第１動作モードによって通信が完了したことを検出し、１０秒間を経過するまでにセンサデータの送信が完了しなかった場合には、第２動作モードを選択している（ステップＳ１０２～ステップＳ１０６）。この１０秒間の経過時間をより長い時間にすると、記憶部２６に蓄積される送信すべきデータが多くなってしまい、データ送信時間の長時間化を招く。また、記憶部２６のメモリ量を増大する必要が生じる。このように１０秒間を基準として動作モードを切り換えるようにすることで、記憶部２６のメモリ容量も増大させる必要がなくなる。また、記憶部２６に蓄積されたデータの読み出し時間が短くなる。

以上説明したように、本実施形態では、センサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍを管理エリア５０の壁、棚、天井等、任意の位置に設置しておくことで、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎの生体情報を検出するセンサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎが中継機３０と直接通信を行えない場合でも、センサデバイス２０ｂ－１、２０ｂ－２、…、２０ｂ－Ｍを中継して、中継機３０にセンサデータを送信することができる。このことから、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎに取り付けるセンサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎとして低電力無線通信のものを用いることができる。これにより、機器の小型化、軽量化が図れるとともに、対象者１０－１、１０－２、…、１０－Ｎへの影響を軽減できる。また、本実施形態では、センサデバイス２０ａ－１、２０ａ－２、…、２０ａ－Ｎが小型でも確実に通信を行えることから、使用者の位置に関わらず生体情報を取得しやすくなる。これにより、より確実に生体情報のモニタリングを行うことが可能となる。また、障害物が多い環境下であっても、中継機３０の導入台数を抑えられることから、より安価に生体情報の監視システムを導入できる。

なお、センサデバイス２０ａでは、センサ２１の三軸加速度センサの検出値から、対象者１０の姿勢も検出することが可能である。この対象者１０の姿勢から、第１動作モードと第２動作モードとを切り替えてもよい。すなわち、センサ２１の三軸加速度センサの検出値から、対象者１０が横向きであると検出した場合には、対象者１０が無線通信の障害物となる可能性が高いので、第２動作モードに切り替えて、近隣のセンサデバイス２０ｂにセンサデータを送信する。これにより、所定の時間（１０秒）が経過したか否かを待つことなく、第２動作モードに切り替えることができる。

上述した実施形態における無線通信システム１の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

２０ａ，２０ａ－１，２０ａ－２，２０ａ－Ｎ，２０ｂ，２０ｂ－１，２０ｂ－２，２０ｂ－Ｍ…センサデバイス、３０…中継機、４０…サーバ装置、５０…管理エリア、２１…センサ、２４…通信部、２５…制御部

Claims

対象者の身体に取り付け可能であって低電力通信によって無線通信をするセンサデバイスが複数設けられる管理エリアにおけるセンサデータを取得する無線通信システムであって、
第１センサデバイスから送信されるセンサデータまたは第２センサデバイスから送信されるセンサデータを受信し、受信したセンサデータをサーバ装置に対して送信する中継機と、
前記中継機から送信されるセンサデータを受信するサーバ装置とを備え、
前記第１センサデバイスは、自身が取り付けされた対象者の生体情報を検出したセンサデータを、特定の機器を通信相手として送信する第１動作モードまたは、自センサデバイスの通信可能な領域内にある機器のいずれかを選択し送信する第２動作モードのいずれかで送信する第１送信部と、前記第１動作モードによって通信が可能であるか否かの判定結果に基づいて、前記第１動作モードによって通信可能である場合に前記第１送信部について前記第１動作モードを選択し、前記第１動作モードによって通信ができない場合に前記第１送信部について前記第２動作モードを選択し、前記第１送信部に動作モードについて指示する選択部とを有し、
前記第２センサデバイスは、前記第１センサデバイスから送信されるセンサデータを受信する第１受信部と、前記受信したセンサデータを他の第２センサデバイスまたは中継機に送信する第２送信部を有し、
前記第１センサデバイスは、前記対象者の腹部に取り付けられており、
自センサデバイスが取り付けられた前記対象者の姿勢を検出する姿勢センサを有し、
前記選択部は、前記姿勢センサの検出結果が前記対象者の姿勢が横向きを示す場合には、前記第２動作モードを選択する
無線通信システム。
前記第１センサデバイスは、
前記第１センサデバイスから前記特定の機器に対する通信を開始してから第１時間を経過するまでに前記センサデータの送信が完了したか否かを判定する判定部を有し、
前記第１送信部は、
前記第１動作モードで通信を開始し、
前記選択部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記第１時間を経過するまでに前記センサデータの送信が完了した場合には、前記第１動作モードによって前記第１送信部の通信が完了したことを検出し、前記第１時間を経過するまでに前記センサデータの送信が完了しなかった場合には、前記第２動作モードを選択する
請求項１記載の無線通信システム。
前記中継機は、
前記センサデータを記憶する記憶部と、
前記第１センサデバイスまたは前記第２センサデバイスから送信されるセンサデータを、前記記憶部に記憶した後、前記第１送信部の通信方式に比べて長距離かつ高速通信が可能な無線通信方式によって前記サーバ装置に送信する通信部
を有する請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１センサデバイスの第１送信部および前記第２センサデバイスの第２送信部は、
前記中継機に比べて消費電力が小さい通信方式で送信する
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の無線通信システム。
前記センサデバイスは、三軸の加速度センサと、前記対象者の体温を検出する温度センサと、
前記加速度センサと温度センサの検出結果を記憶する記憶部と
を有し、
前記センサデータは、前記記憶部から読み出された前記加速度センサと前記温度センサの検出結果が含まれる
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の無線通信システム。
前記センサデバイスのうち、前記対象者に取り付けされていないセンサデバイスが、前記管理エリア内のいずれかの場所に配置され、前記第２センサデバイスとして機能する
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の無線通信システム。
対象者の身体に取り付け可能であって低電力通信によって無線通信をする複数のセンサデバイスのうち第１センサデバイスから送信されるセンサデータまたは第２センサデバイスから送信されるセンサデータを受信し、受信したセンサデータをサーバ装置に対して送信する中継機を備える無線通信システムにおけるセンサデバイスであって、
自身が取り付けされた対象者の生体情報を検出したセンサデータを、特定の機器を通信相手として送信する第１動作モードまたは、自センサデバイスの通信可能な領域内にある機器のいずれかを選択し送信する第２動作モードのいずれかで送信する第１送信部と、
前記第１動作モードによって通信が可能であるか否かの判定結果に基づいて、前記第１動作モードによって通信可能である場合に前記第１送信部について前記第１動作モードを選択し、前記第１動作モードによって通信ができない場合に前記第１送信部について前記第２動作モードを選択し、前記第１送信部に動作モードについて指示する選択部と
を有し、
前記対象者の腹部に取り付けられた状態で前記対象者の姿勢を検出する姿勢センサを有し、
前記選択部は、前記姿勢センサの検出結果が前記対象者の姿勢が横向きを示す場合には、前記第２動作モードを選択する
センサデバイス。
対象者の身体に取り付け可能であって低電力通信によって無線通信をするセンサデバイスが複数設けられる管理エリアにおけるセンサデータを取得する無線通信方法であって、
第１センサデバイスが、特定の機器を通信相手として送信する第１動作モードに設定して、通信が可能であるか否かを判定する工程と、
第１センサデバイスが、前記第１動作モードによって通信が可能であるか否かの判定結果に基づいて、前記第１動作モードによって通信可能である場合に前記第１動作モードを選択し、前記第１動作モードによって通信ができない場合に、自センサデバイスの通信可能な領域内にある機器のいずれかを選択し送信する第２動作モードに選択して、自身が取り付けされた対象者の生体情報を検出したセンサデータを送信する工程と、
第２センサデバイスが、前記第１センサデバイスから送信されるセンサデータを受信し、前記受信したセンサデータを他の第２センサデバイスまたは中継機に送信する工程と、
前記中継機が、前記第１センサデバイスまたは前記第２センサデバイスから送信されるセンサデータを受信し、受信したセンサデータをサーバ装置に対して送信する工程と、
前記サーバ装置が、前記中継機から送信されるセンサデータを受信する工程と、
第１センサデバイスが、前記対象者の腹部に取り付けられた状態で前記対象者の姿勢を検出し、その検出結果が前記対象者の姿勢が横向きを示す場合には、前記第２動作モードを選択する工程と
を含む無線通信方法。