JP7286329B2 - 無線システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線端末、無線システムおよび無線通信方法に関する。

発電プラントの現場では、無線通信網を構築して作業員が無線端末や無線センサを活用することで現場作業を効率化する無線通信システムの導入が進んできている。しかし、無線通信システムは、電波出力の大きさやアンテナの向きなどを変えると容易に外部に電波が漏洩するため、情報セキュリティを確保するためには、取り扱う情報の管理および漏洩防止が重要となる。

発電プラント建屋内に設置する無線通信システムとしては、例えば、プラント機器の点検保守に関わる書類や手順書などを無線通信で取得して点検結果や各種取得データを無線通信で伝送する無線端末と、発電プラント建屋内に設置されたアクセスポイントと、アクセスポイントに接続されデータを収集し管理するサーバとにより構成されるシステムが知られている。

一般に、発電プラントにおいては、重要装置への電磁ノイズの影響を抑制するために電波の発射が禁止されているエリアが存在する。また、情報漏洩防止の観点から、カメラ撮影が禁止されているエリアなども存在する。そのためには、無線端末の無線通信機能や撮影機能を制御する必要があるが、発電プラントのように金属製の装置や配管が多数存在する空間においては、電波が干渉や反射を起こしやすく、電波による無線端末の管理には限界があった。

特許第６１５５１０４号 特許第５６６１９８７号

このように、従来の無線端末、無線システムおよび無線通信方法では、電波による無線端末の管理に限界があるという問題がある。本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、より多様な電波環境においても端末の情報漏洩管理を行うことのできる無線端末、無線システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。

実施形態の無線端末は、建屋内において例えばプラント機器の点検整備に用いる情報を
建屋内に配置された無線アクセスポイントを介して取得する。この無線端末は、情報を記憶する第１の記憶部と、第１の記憶部に格納された情報を表示する表示部と、周囲の音波を検出して検出信号を取得する音響検出部と、検出信号を解析して該検出信号の音圧レベル、周波数スペクトル、および信号周期のうち一以上を含む音響情報を取得する信号処理部と、無線端末を制御する制御内容および該制御内容に対応する音響信号のパラメータを記憶する第１の指令定義部とを備えている。そして、音響情報が、第１の指令定義部に記憶された音響信号のパラメータの特徴点を含むか否かを判定する比較判定部と、比較判定部の判定の結果、音響情報が前記第１の指令定義部に記憶された音響信号のパラメータを含む場合、音響情報に含まれる音響信号のパラメータに対応する制御内容を実行する制御部とを備えており、制御内容は、第１の記憶部に記憶された情報の削除および表示部による情報の表示停止のうち少なくともいずれか一方の制御を備える。

実施形態の無線システムは、プラント機器が配置された建屋内において用いる無線システムである。この無線システムは、（１）前述した無線端末と、（２）建屋内において無線端末を制御すべき制御内容および該制御内容に対応する音響信号のパラメータを記憶する第２の指令定義部、および、第２の指令定義部に記憶された音響信号のパラメータに基づく音波を出力する信号生成部、を備えた音響発信器とを備えている。

さらに、実施形態の無線通信方法は、建屋内において該建屋内に配置された無線アクセスポイントを介して取得した情報を記憶する記憶ステップと、情報を表示する表示ステップと、建屋内にて周囲の音波を検出して検出信号を取得する音響検出ステップと、検出信号を解析して該検出信号の音圧レベル、周波数スペクトル、および信号周期のうち一以上を含む音響情報を取得する信号処理ステップと、建屋内に配置された無線アクセスポイントを介して情報を取得する無線端末を制御する制御内容および該制御内容に対応する音響信号のパラメータを記憶する第１の指令定義ステップと、音響情報が、記憶された音響信号のパラメータの特徴点を含むか否かを判定する比較判定ステップと、判定の結果、音響情報が、記憶された音響信号のパラメータを含む場合、音響情報に含まれる音響信号のパラメータに対応する制御内容を無線端末に実行させる制御実行ステップとを備えており、制御内容は記憶された情報の削除および表示の停止のうち少なくともいずれか一方の制御を備える。

実施形態によれば、より多様な電波環境においても端末の情報漏洩管理を行うことのできる無線端末、無線システムおよび無線通信方法を提供することができる。

第１の実施形態の概要を示す図である。 第１の実施形態の無線システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の無線システムにおける指令定義の例を示す図である。 第１の実施形態の無線システムにおける無線端末の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態の無線システムの構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の無線システムにおける音響発信器の動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態の無線システムの構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の無線システムにおける動作を示すフローチャートである。 第４の実施形態の無線システムの構成を示すブロック図である。 第４の実施形態の無線システムの動作を示すフローチャートである。 第５の実施形態の無線システムの動作を示すブロック図である。 第６の実施形態の無線システムの構成を示すブロック図である。 第６の実施形態の無線システムの動作を示すフローチャートである。

（第１の実施形態の概要）
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係る無線システムの概要を示している。図１に示すように、この実施形態の無線システム１は、無線端末１０と、サーバ２０と、音響発信器３０とを有している。

無線端末１０は、プラント機器ＰＴの点検作業のために用いる携帯端末であり、各種アプリケーションをインストールすることで、情報の取得、表示などを実現する。サーバ２０は、無線端末１０が取得する各種情報を予め格納しておく記憶部２０８と、無線端末１０の要求に応じて各種情報を提供する制御部２０４とを有している。サーバ２０は、無線端末１０と直接通信するアクセスポイント２００と接続されている。音響発信器３０は、無線端末１０の動作を制御するための音響信号を発信する機能をもつ。

アクセスポイント２００は、無線端末１０から識別情報および位置情報を無線通信で取得し、サーバ２０へ送る。サーバ２０には、現場の事前情報や予め計画された点検計画情報が格納されており、識別情報および位置情報を照合して、無線端末１０が正当な通信相手であるかどうか検証する。検証の結果正当であると判定されれば、サーバ２０は無線端末１０を認証し、その点検エリアで必要な最小限の点検書類や手順、保守業務情報などを、アクセスポイント２００を介して無線端末１０に送信する。無線端末１０は、点検結果や各種取得データを、アクセスポイント２００を介してサーバ２０に送信する。

この実施形態によれば、現場において無線端末１０が正当であることを確認でき、その現場に必要な最小限の点検書類や手順書、保守業務情報などを無線端末１０に転送することができる。すなわち、無線端末１０に予め各種情報を記憶させておく必要がないので、情報管理が可能となり、また情報漏洩の脅威を軽減できる。さらに点検作業に必要な点検書類や手順書を作業員へ伝送することで、作業の効率化や確実化も可能となる。

（第１の実施形態の構成）
続いて、図２を参照して第１の実施形態の無線システム１の構成を説明する。図２に示すように、この実施形態の無線システム１は、無線端末１０、サーバ２０および音響発信器３０を有している。

無線端末１０は、点検保守に関わる書類や手順書などを無線通信で取得して点検結果や各種取得データを無線通信で伝送する携帯端末である。無線端末１０は、図２に示すように、アンテナＡＮＴ、送受信部１００、記憶部１０２、表示部１０４、入力部１０６、撮像部１０８を有している。無線端末１０は、ノートパソコンやタブレット、スマートフォンおよびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などにより実現することができる。

アンテナＡＮＴは、無線端末１０が送信する電波を発射するとともに電波を取り込んで送受信部１００に送る。送受信部１００は、アンテナＡＮＴと接続された無線インタフェースであり、たとえばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）や特定小電力をはじめとして、端末に内蔵しているものや外付けするものなどさまざまな方式の規格を適用することができる。送受信部１００は、アンテナＡＮＴで受信したアクセスポイント２００などの電波を利用して、自己の位置情報を取得する機能をも有している。

記憶部１０２は、無線端末１０の内部記憶装置であり、たとえばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、各種メモリなどにより実現できる。表示部１０４は、無線端末１０の出力ユーザインタフェースであり、各種情報を表示するディスプレイ素子などにより構成される。入力部１０６は、無線端末１０の入力ユーザインタフェースであり、タッチパネル素子やスイッチなどにより実現できる。撮像部１０８は、無線端末１０の入力インタフェースであり、撮像機能をもつカメラである。

また、無線端末１０は、マイクロフォンＭＩＣ、音響検出部１１０、信号処理部１１２、波形処理部１１４、制御部１１６および指令定義部１１８などの演算処理部を有している。

マイクＭＩＣは、無線端末１０の入力インタフェースの一つであり、無線端末１０の周囲の音波を検出する。音響検出部１１０は、マイクＭＩＣが取り込んだ音波を音響信号として受け取る演算ブロックである。信号処理部１１２は、音響検出部１１０が受けた音響信号について各種信号処理を行う演算ブロックであり、たとえば音響信号をフーリエ変換処理（ＦＦＴ処理）する。波形処理部１１４は、フーリエ変換された音響信号を周波数スペクトル波形として処理する演算ブロックである。制御部１１６は、各演算ブロックの処理を統括する演算ブロックである。指令定義部１１８は、実施形態の無線システムを通じて制御される無線端末１０の制御内容を定義したデータテーブルを保持する機能をもつ。

指令定義部１１８が保持するデータテーブルは、無線端末１０の制御内容と、音響発信器３０が発すべき音響信号の内容とを対応付けている。たとえば、無線端末１０の制御指令Ａについて２１ｋＨｚの周波数で音圧７５ｄＢの音波を３０Ｈｚ周期で出力する、というように、制御内容と音響信号のパラメータとを対応付ける。図３は、指令定義部１１８が保持する指令定義の内容の例を示している。図３に示すように、たとえば、周波数２１ｋＨｚで周期３０Ｈｚの音響信号は「無線機能停止」、周波数２５ｋＨｚで周期２０Ｈｚの音響信号は「撮影禁止」のように、受け取る音響信号と制御内容とが対応付けられている。ここで、音響信号の音圧レベルは、閾値として固定の値（たとえば７５ｄＢ）を設定してもよいし、周囲雑音に所定のバイアスをかけたレベル（たとえば周囲雑音＋所定バイアス１０ｄＢ）を設定してもよい。

サーバ２０は、点検保守に関わる書類や手順書などの各種情報を格納するとともに、無線端末１０を管理する演算装置である。図２に示すように、サーバ２０は、アクセスポイント２００、送受信部２０２、制御部２０４、端末管理部２０６および記憶部２０８を有している。

アクセスポイント２００は、無線端末１０と通信する無線インタフェースであり、アンテナＡＮＴを有している。アクセスポイント２００は、無線端末１０と同じ無線通信方式だけ備えてもよいし、無線通信を用いた他のシステムでのアクセスを可能とすべく、無線端末１０とは異なる無線通信方式も併せて備えておいてもよい。アクセスポイント２００の通信エリアは、アンテナの形状や利得、通信モジュールの出力電力により変わってくるが、プラント機器ＰＴの建屋Ｂ内での電界強度や電波強度ほかの制限に抵触しなければ、通信モジュールの出力電力はどのような値でも良く、アンテナＡＮＴも平面アンテナやパラボラアンテナや八木アンテナをはじめとする指向性アンテナでも、ペンシル型アンテナをはじめとする無指向性アンテナでも、いかなる特性のものを用いてもよい。さらに、受信感度の向上として指向性アンテナ同士や無指向性アンテナ同士、指向性アンテナと無指向性アンテナとを組み合わせたタイバーシティ方式を用いてもよい。また、無線端末１０から受信したデータをサーバ２０に伝送する際に、通信負荷低減として通信タイミングの調整などを行うことができるように、データを一時的に保存するデータ記憶装置を備えてもよい。

送受信部２０２は、サーバ２０が送信する送信信号を生成するとともに受信信号を受信データに変換する。制御部２０４は、サーバ２０全体の演算処理を統括する演算ブロックである。端末管理部２０６は、サーバ２０にアクセスする無線端末１０を管理する演算ブロックである。記憶部２０８は、無線端末１０に提供する各種情報を格納する記憶媒体であり、たとえばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、メモリなどにより実現できる。記憶部２０８は、点検保守に関わる書類や手順書などの各種情報を記憶するが、たとえば、無線端末１０から受信したデータ、端末管理部２０６が処理したデータ、無線端末１０に伝送する書類や手順書などがある。

音響発信器３０は、予め計画された無線端末１０に対する制御指令を、音波パルスとして出力する。図２に示すように、音響発信器３０は、指令定義部３００、制御部３０２、信号生成部３０４およびスピーカＳＰを有している。

指令定義部３００は、無線端末１０の制御内容と、音響発信器３０が発すべき音響信号の内容とを対応付けたデータテーブルであり、無線端末１０の指令定義部１１８とその内容が共通している。

指令定義部３００が定義する音響信号（音波パルス）の音圧レベルは、音響発信器３０を設置した場所の周囲雑音環境に応じて、例えば周囲雑音が大きい場合には音波パルスがかき消されないように音圧レベルを周囲雑音に所定のバイアスをかけたレベルに設定し、周囲雑音が小さい場合にも音波パルスが周囲への騒音とならないように周囲雑音に所定のバイアスをかけたレベルに設定するよう定義される。

制御部３０２は、指令定義部３００が保持する指令定義に基づき音響信号を生成するための制御を行う演算ブロックである。信号生成部３０４は、制御部３０２の制御を受けて、スピーカＳＰを駆動する音響信号を生成する。

信号生成部３０４は、音響信号の周波数を無段階で調節でき、出力する音圧レベル、タイミングや長さ、周期も調節できるものとする。信号生成部３０４は、音圧レベルや周波数が異なる複数の音波パルスを同時に出力可能に構成される。これにより、無線端末１０は、異なる音響信号（すなわち異なる制御指令）を識別し受け取ることができる。

スピーカＳＰは、可聴音から非可聴音まで出力可能な出力インタフェースである。例えばパラメトリック方式により音波パルスの指向性を狭くしたスピーカでもよいし、コーン型やドーム型、ホーン型のスピーカのように指向性が広いものでもよいし、吸音材や金属でケーシングすることで指向性を狭くしたものでもよい。

なお、この実施形態では制御指令の伝送に可聴音や非可聴音などの音波を使用しているが、これには限定されない。外光の影響により伝搬距離や通信信頼性が変化してしまうことを許容することができれば、制御指令の伝送方式として音波に替えて赤外線を用いてもよい。この場合、スピーカＳＰに替えて赤外線発光ダイオードなどを備えればよい。

（第１の実施形態の動作）
続いて、図２および図４を参照して、この実施形態の無線システム１の動作を説明する。この実施形態の無線システム１では、作業対象となるプラント機器ＰＴが配置された点検エリアの特性や点検対象、点検進行状況などをもとに、無線端末１０をどのように制御するか予め計画を立てておき、その計画に沿って音響発信器３０を適切な場所に配置しておく。

ユーザたる作業員が建屋Ｂにおいて無線端末１０を起動すると、無線端末１０の送受信部１００は、自己の識別番号および位置情報をアクセスポイント２００に向けて送信する。アクセスポイント２００が無線端末１０の識別番号および位置情報を受けると、端末管理部２０６は、識別番号および位置情報に基づいて、無線端末１０が正規の端末か否か検証する（ステップ４００。以下「Ｓ４００」のように称する。）。検証の結果、無線端末１０が正規の端末であれば、端末管理部２０６は、無線端末１０を認証する。

無線端末１０が認証されると、制御部２０４は、点検保守作業で必要となる書類や手順書などの情報を、記憶部２０８から読み出してアクセスポイント２００を介して無線端末１０に送信する。サーバ２０からの情報を受けると、無線端末１０の送受信部１００は、受信した情報を記憶部１０２に格納し、表示部１０４を介してユーザが閲覧可能な状態にする（Ｓ４０２）。ユーザが入力部１０６を介して点検結果を電子データに反映すると、送受信部１００は、点検結果のデータを記憶部１０２から読み出してサーバ２０へ送信する。点検結果データを受けると、サーバ２０の送受信部２０２は、受け取ったデータについて端末ＩＤやデータの紐付処理、タイムスタンプ挿入などのデータ処理を行った上で記憶部２０８に格納する。

ここで、音響発信器３０は、予め立てた計画に基づく無線端末１０の制御内容（たとえばプラント機器ＰＴ近傍では撮影禁止、等）を指令定義部３００に記憶している。音響発信器３０の制御部３０２は、指令定義部３００から制御内容を読み取り、信号生成部３０４を制御して所定の音響信号を発信する。たとえば、音響発信器３０周辺では撮影禁止とすることが計画されていれば、図３に示すように、２５ｋＨｚの音響信号を２０Ｈｚ周期で、周囲雑音６５ｄＢに所定バイアス１０ｄＢをかけた７５ｄＢ以上の音圧レベルで発信することになる。このとき、制御部３０２は、図示しない自己のマイクＭＩＣが検出した周囲雑音レベル（たとえば６５ｄＢ）に所定バイアス（たとえば１０ｄＢ）をかけたレベル（７５ｄＢ）以上の音圧レベルで音響信号を発信してもよい。

無線端末１０の音響検出部１１０は、無線端末１０がサーバ２０に認証されると、マイクＭＩＣを通じて周囲の音波検出を開始する（Ｓ４０４）。

信号処理部１１２は、音響検出部１１０が検出した音波の音響信号を一定間隔で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行う（Ｓ４０６）。その結果、信号処理部１１２は、音響信号から変換された周波数スペクトルを波形処理部１１４に出力する。

波形処理部１１４は、信号処理部１１２が出力した周波数スペクトルを周波数成分の波形として保持する。そして、音波の干渉を考慮して予め定めている周波数帯域での音圧レベルのピークを判定し、その周波数と音圧レベルとピークの発生周期などからなる周波数スペクトルの特徴を抽出する（Ｓ４０８）。

周波数スペクトルの特徴が抽出されると、波形処理部１１４は、抽出された特徴と指令定義部１１８に格納された定義テーブルとを比較する（Ｓ４１０）。無線端末１０の指令定義部１１８は、音響発信器３０の指令定義部３００と共通の内容を含んでいるから、波形処理部１１４の比較処理は、指令定義部１１８の中から抽出した特徴に対応する制御内容を抽出することになる。指令定義部１１８に含まれる音響信号の音圧レベルが固定値ではなく「周囲雑音＋所定バイアス」の形で定義されている場合は、背景雑音レベルと音圧レベルのピークとの差分を用いれば、上記と同様に定義テーブルの比較が可能である。

波形処理部１１４が指令定義部１１８から周波数スペクトルの特徴が一致する制御指令を発見できない場合（Ｓ４１２のＮｏ）、音響検出部１１０は音響信号の検出を続行する（Ｓ４０４）。

波形処理部１１４が指令定義部１１８から周波数スペクトルの特徴が一致する制御指令を発見した場合（Ｓ４１２のＹｅｓ）、すなわち、抽出した周波数スペクトルの特徴が指令定義部１１８に格納された定義テーブルの音響信号のパラメータの特徴を含む場合、制御部１１６は、制御指令に対応する制御信号を生成し（Ｓ４１４）、所定の制御を実行する（Ｓ４１６）。

ここで「制御指令」は、無線端末１０において管理者権限が必要なシステムの設定変更等、無線端末１０の動作に関する重要機能に関わるものであり、例えばポイント付与や周囲情報の表示などのようにアプリケーションへの情報提供とは異なるものである。

なお、無線端末１０の送受信部１００は、ステップ４１６により実行された制御指令の成否をサーバ２０に送信してもよい。これにより、サーバ２０の端末管理部２０６は、無線端末１０が制御指令に従って動作しているかを判定することができる。この判断方法については、例えば無線端末１０において各機能の有効または無効をフラグで表現してデータ化しておき、サーバ２０ではそのデータをもとにして、たとえばカメラ機能などが無効になっているかどうかを判定できる。制御指令が無線通信の制限であれば、制限した無線端末１０からのデータが届いていないことをチェックしたりすることでも判定できる。

（制御指令の具体例）
音響発振器を用いて無線端末を制御する制御指令としては、たとえば以下のものが挙げられる。

（１）無線端末の無線機能制限
制御指令の一例として無線機能制限が挙げられる。すなわち、通常時は無線通信機能をオペレーティングシステムにより使用制限状態としておき、音響発振器３０から無線通信に関わる制御指令に対応する音響信号を受信している間は、無線端末１０のオペレーティングシステムによる無線通信の使用制限を解除する。あるいは、通常時は無線通信機能の使用を許可しておき、音響発振器３０からの無線通信に関わる制御指令に対応する音響信号を受信している間は、無線端末１０のオペレーティングシステムにより無線通信の機能を制限する。これは、プラント機器ＰＴに対する電波干渉を防止したり、あるいは各種情報を無線端末１０に格納した状態での電波発射を抑制したりすることを可能にする。

（２）無線端末のカメラ機能制限
制御指令の他の例としてカメラ機能制限が挙げられる。すなわち、通常時はカメラ機能をオペレーティングシステムにより使用制限しておき、音響発振器３０からカメラ機能に関する制御指令に対応する音響信号を受信している間は、オペレーティングシステムによるカメラの機能制限が解除されるとともに、無線通信による無線端末１０の電波発射を許可する。あるいは、通常時はカメラ機能の使用を許可しておき、音響発振器３０からカメラ機能に関する制御指令に対応する音響信号を受信している間は、オペレーティングシステムによりカメラ機能を制限する。これは、カメラ機能の制限と電波発射機能の制限を組み合わせることで、たとえばプラント機器ＰＴ周辺での撮影を禁止すると共に映像伝送を制限することを可能にする。

（３）無線端末上のデータ消去
さらに他の例として、データ消去などのデータ管理が挙げられる。すなわち、音響発振器３０からデータ管理機能に対応する制御指令に対応する音響信号を受信した場合に、オペレーティングシステムにより無線端末１０の記憶部１０２に記憶された書類や手順書、さらに点検結果をはじめとする重要データを消去するとともに、管理者への通知として送受信部１００がサーバ２０に警告信号を送信してアラーム報知させる。

例えば、音響発振器３０を建屋Ｂ出口に設置して音響信号を出力しておけば、無線端末１０を受け付けに返却せずに建屋外に不正に持ち出そうとした場合に、重要データを消去することで情報漏洩を防止することができる。なお、音響信号を受信しないように故意に電源を切った場合にも、たとえば制御部１１６が記憶部１０２に記憶された重要なデータを消去する動作をさせることで情報セキュリティを確保することができる。

（４）無線端末の持ち出し警告
さらに他の例として、持ち出し警告が挙げられる。すなわち、プラント機器ＰＴが設置された建屋Ｂ構内に複数の音響発信器３０を配設し、音響発信器３０それぞれの音圧レベルなどを調整して同一の音響信号を出力させることで、建屋Ｂにおける構内スピーカとして使用する。この場合、無線端末１０が音響信号を受信している間のみ無線端末１０の各機能を動作させる。建屋Ｂの屋外に無線端末１０が持ち出される等により音響信号の受信が途絶えた場合、無線端末１０の制御部１１６が表示部１０４その他を用いて警告アラームを表示・鳴動させるとともに、制御部１１６が記憶部１０２に格納された重要データの消去処理を行うことで情報漏洩を防止することができる。

また、無線端末１０が建屋Ｂの屋外に持ち出されると無線通信が途絶えるため、これを利用した情報漏洩の防止を図ることもできる。すなわち、無線端末１０を管理するサーバ２０の端末管理部２０６が無線端末１０の通信途絶を監視し、通信途絶が発生した場合に無線端末１０が建屋Ｂの屋外に持ち出されたと判定して、制御部２０４がサーバ２０の管理者へ警告通知を発することも可能である。このとき、無線端末１０が偶然に物陰などに入ったことによる偶発的な音響受信の途絶や無線通信の途絶を考慮して、音響信号の途絶や無線通信の途絶から一定期間経過後に警告アラーム表示やデータの消去処理、サーバ２０の管理者への警告通知を実行させてもよい。これにより、不正持ち出しによる情報漏洩を防止して情報セキュリティを確保することができる。

（５）無線端末の限定的使用許可
さらに他の例として、限定的使用許可が挙げられる。すなわち、発電プラント建屋Ｂにおいて無線端末１０を使用してよいエリアを設定しておき、音響信号を受信した場合のみ無線端末１０の表示部１０４や入力部１０６の機能制限を解除して限定的に操作を許可する。この場合、音響発信器３０が音響信号の発信時間を制御すれば、無線端末１０が使用できる時間を限定することも可能である。

また、無線端末１０が所定時間を超えて音響信号の受信が無い場合に、無線端末１０の制御部１１６が無線端末１０の電源を強制的に切断したり、記憶部１０２に格納されたデータを消去したりするよう制御することもできる。これにより、情報セキュリティを確保することができる。

このとき、音響発信器３０からの音響信号だけでなく、アクセスポイント２００からの電波も受信していなければ、無線端末１０の電源を強制的に切断するように構成すれば、偽装した音波パルスにより誤って無線端末が使用可能となるのを防ぐことができる。

（６）消費電力抑制
上記（１）ないし（５）にて説明した制御指令を実現するには、無線端末１０の音響検出部１１０、信号処理部１１２および波形処理部１１４は常に動作していなければならず、無線端末１０の電力消費を抑えることが難しくなる。そこで、無線端末１０に加速度センサやジャイロセンサを内蔵または外付けし、それらの計測値を用いて無線端末１０の移動方向や移動距離を求め、予め設定した建屋Ｂ内部の座標情報と照合することで、無線端末１０が音響発信器３０の設置場所に接近した時にだけ音響検出部１１０、信号処理部１１２および波形処理部１１４を機能させることもできる。これにより、無線端末１０の消費電力を抑えることができる。

このとき、建屋Ｂの天井が開けていれば、無線端末１０に内蔵されているＧＰＳ測位部を用いて無線端末１０の位置を判定してもよいし、屋内においても、ＧＰＳと同じ特性の信号を発信する装置を用いて無線端末１０の位置を判定してもよい。

なお、上記した諸々の制御指令は、複数の制御内容を組み合わせたものでもよい。このように、この実施形態の無線システムでは、音響発振器を用いて無線端末を制御するので、電波環境がよくない環境下であっても確実に無線端末を制御することができる。これにより、端末の情報漏洩管理を図ることができる。

（第２の実施形態の構成）
続いて、図５を参照して他の実施形態の無線システムの構成を説明する。図５に示すように、この実施形態の無線システム２は、無線端末１０、サーバ２２および音響発信器３２を有している。この実施形態の無線システム２は、第１の実施形態の無線システム１におけるサーバ２０の構成および音響発信器３０の構成を変更し、それぞれサーバ２２および音響発信器３２としたものである。そのため、以下の説明において共通する要素については同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

図５に示すように、この実施形態の無線システム２において、サーバ２２は、第１の実施形態のサーバ２０の構成に加えて、指令定義部２１０をさらに有している。また、この実施形態の無線システム２において、音響発信器３２は、指令定義部３００に代えて送受信部３１０および信号定義部３１２を有している。

サーバ２２における指令定義部２１０は、無線端末１０の制御内容と、音響発信器３２への指令信号とを対応付けたデータテーブルである。第１の実施形態の音響発信器３０における指令定義部３００と異なるのは、第１の実施形態の指令定義部３００が無線端末１０の制御内容と音響発信器３０が発する音響信号の内容とを対応付けているのに対し、第２の実施形態の指令定義部２１０は、無線端末１０の制御内容と音響発信器３２に対する指令信号とを対応付けている点である。

音響発信器３２における送受信部３１０は、アクセスポイント２００と接続する無線インタフェースである。音響発信器３２における信号定義部３１２は、サーバ２２から送られる指令信号に基づいて信号生成部３０４が生成すべき信号を定義したデータテーブルである。

すなわち、第１の実施形態の無線システム１では、音響発信器３０が予め無線端末１０の制御内容を指令定義部３００として保持して音響発振器３０が独立して音響信号を生成しているのに対して、第２の実施形態の無線システム２では、サーバ２２が無線端末１０の制御内容を指令定義部２１０として保持し、サーバ２０からの制御により音響発信器３２が音響信号を生成する点が異なっている。

（第２の実施形態の動作）
続いて、図５および図６を参照して、この実施形態の無線システム２の動作を説明する。この実施形態においても、作業対象となるプラント機器ＰＴが配置された点検エリアの特性や点検対象、点検進行状況などをもとに、無線端末１０をどのように制御するか予め計画を立てておき、その計画に沿って音響発信器３２を適切な場所に配置しておく。

ユーザたる作業員が建屋Ｂにおいて無線端末１０を起動すると、無線端末１０の送受信部１００は、自己の識別番号および位置情報をアクセスポイント２００に向けて送信する。アクセスポイント２００が無線端末１０の識別番号および位置情報を受けると、端末管理部２０６は、識別番号および位置情報に基づいて、無線端末１０が正規の端末か否か検証する（Ｓ５００）。検証の結果、無線端末１０が正規の端末であれば、端末管理部２０６は、無線端末１０を認証する。

無線端末１０が認証されると、制御部２０４は、点検保守作業で必要となる書類や手順書などの情報を、記憶部２０８から読み出してアクセスポイント２００を介して無線端末１０に送信する。サーバ２２からの情報を受けると、無線端末１０の送受信部１００は、受信した情報を記憶部１０２に格納し、表示部１０４を介してユーザが閲覧可能な状態にする（Ｓ５０２）。ユーザが入力部１０６を介して点検結果を電子データに反映すると、送受信部１００は、点検結果のデータを記憶部１０２から読み出してサーバ２２へ送信する。点検結果データを受けると、サーバ２２の送受信部２０２は、受け取ったデータについて端末ＩＤやデータの紐付処理、タイムスタンプ挿入などのデータ処理を行った上で記憶部２０８に格納する。

サーバ２２から各種情報が無線端末１０に伝送されると、端末管理部２０６は、指令定義部２１０を参照して、無線端末１０に適用すべき制御指令を選択し、指令信号としてアクセスポイント２００を通じて音響発信器３２に送る（Ｓ５０４）。

音響発信器３２の送受信部３１０がサーバ２２から指令信号を受けると、制御部３０２は、信号定義部３１２を参照して、受け付けた指令信号に対応する音響信号のパラメータを選択する（Ｓ５０６）。たとえば、指令信号の内容が、音響発信器３０周辺では撮影禁止というものであれば、図３に示すように、周波数２５ｋＨｚ・２０Ｈｚ周期・音圧レベル７５ｄＢとのパラメータが選択される。

信号生成部３０４は、制御部３０２が選択したパラメータに基づき音響信号を生成し（Ｓ５０８）、スピーカＳＰを通じて音波を発信する（Ｓ５１０）。指令定義部３００における音響信号の音圧レベルが「周囲雑音＋所定バイアス」として定義されている場合は、制御部３０２および信号生成部３０４は、図示しない自己のマイクＭＩＣが検出した周囲雑音レベル（たとえば６５ｄＢ）に所定バイアス（たとえば１０ｄＢ）をかけたレベル（７５ｄＢ）以上の音圧レベルで音響信号を発信してもよい。音響発振器３２が音響信号を発した以降の動作は、図４に示す第１の実施形態の動作と同様である。

この実施形態によれば、制御対象となる無線端末１０に応じて異なる制御内容を適用することができる。また、音響発信器３２が複数存在する場合に、音響発信器ごとに異なる制御内容を適用することもできる。これにより、無線通信の使用が許可されているエリアにおいて、音響発信器３２から出力させる制御指令をオンラインで逐次変更することが可能となる。

なお、第２の実施形態では、サーバ２２と音響発信器３２との間を無線通信によって接続しているが、これには限定されない。サーバ２２の送受信部２０２と音響発信器３２の送受信部３１０との間を直接有線接続してもよい。この場合、無線通信の使用が制限されているエリアにおいても、音響発信器３２から出力させる制御指令をオンラインで逐次変更することが可能となる。

（第３の実施形態の構成）
次に、図７を参照して他の実施形態の無線システム３の構成を説明する。図７に示すように、この実施形態の無線システム３は、無線端末１３、サーバ２３および音響発信器３２を有している。この実施形態の無線システム３は、第２の実施形態の無線システム２におけるサーバ２２の構成および無線端末１０の構成を変更し、それぞれサーバ２３および無線端末１３としたものである。そのため、以下の説明において共通する要素については同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

図７に示すように、この実施形態の無線システム３において、サーバ２３は、第２の実施形態のサーバ２２の構成に加えて、暗号化部２１２をさらに有している。また、無線端末１３は、第１および第２の実施形態の無線端末１０の構成に加えて、復号化部１２０をさらに有している。

この実施形態のサーバ２３における暗号化部２１２は、サーバ２３が無線端末に向けて伝送する各種情報を暗号化する機能をもつ。また、この実施形態の無線端末１３における復号化部１２０は、サーバ２３の暗号化部２１２に対応し、サーバ２３から伝送される暗号化された情報を復号する機能をもつ。無線端末１３の復号化部１２０が、サーバ２３から送られた暗号化情報を復号するには、サーバ２３の暗号化部２１２の暗号鍵が必要であるが、この実施形態の無線システム３では、暗号鍵の情報を、音響発信器３２を用いて無線端末１３に渡す構成をとっている。

すなわち、暗号化部２１２は、音響発振器３２への指令信号により音響発振器３２が生成する音響信号のパラメータに基づき生成した暗号鍵を用いて情報を暗号化する。一方、無線端末１３は、検出した音響発振器３２に対する指令信号に基づいて生成された音響信号のパラメータに基づく暗号鍵を用いて復号する。暗号化部２１２と復号化部１２０は、ともに指令信号を取得できるので、暗号化部２１２が音響信号のパラメータに基づく暗号鍵により暗号化すれば、復号化部１２０は、同じく音響信号のパラメータに基づく暗号鍵で復号することができる。

（第３の実施形態の動作）
続いて、図８を参照してこの実施形態の動作を説明する。この実施形態においても、作業対象となるプラント機器ＰＴが配置された点検エリアの特性や点検対象、点検進行状況などをもとに、無線端末１３をどのように制御するか予め計画を立てておき、その計画に沿って音響発信器３２を適切な場所に配置しておく。

ユーザたる作業員が建屋Ｂにおいて無線端末１３を起動すると、無線端末１３の送受信部１００は、自己の識別番号および位置情報をアクセスポイント２００に向けて送信する。アクセスポイント２００が無線端末１３の識別番号および位置情報を受けると、端末管理部２０６は、識別番号および位置情報に基づいて、無線端末１３が正規の端末か否か検証する（Ｓ６００）。検証の結果、無線端末１３が正規の端末であれば、端末管理部２０６は、無線端末１３を認証する。

無線端末１３が認証されると、端末管理部２０６は、指令定義部２１０を参照して、無線端末１３に適用すべき制御指令を選択し、指令信号としてアクセスポイント２００を通じて音響発信器３２に送る（Ｓ６０２）。

音響発信器３２の送受信部３１０がサーバ２３から指令信号を受けると、制御部３０２は、信号定義部３１２を参照して、受け付けた指令信号に対応する音響信号のパラメータを選択する（Ｓ６０４）。たとえば、指令信号の内容が、音響発信器３２周辺では撮影禁止というものであれば、図３に示すように、周波数２５ｋＨｚ・２０Ｈｚ周期・音圧レベル７５ｄＢとのパラメータが選択される。

信号生成部３０４は、制御部３０２が選択したパラメータに基づき音響信号を生成し（Ｓ６０６）、スピーカＳＰを通じて音波を発信する（Ｓ６０８）。指令定義部３００における音響信号の音圧レベルが「周囲雑音＋所定バイアス」として定義されている場合は、制御部３０２および信号生成部３０４は、図示しない自己のマイクＭＩＣが検出した周囲雑音レベル（たとえば６５ｄＢ）に所定バイアス（たとえば１０ｄＢ）をかけたレベル（７５ｄＢ）以上の音圧レベルで音響信号を発信してもよい。

無線端末１３の音響検出部１１０は、無線端末１３がサーバ２３に認証されると、マイクＭＩＣを通じて周囲の音波検出を開始する（Ｓ６１０）。

信号処理部１１２は、音響検出部１１０が検出した音波の音響信号を一定間隔で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行う（Ｓ６１２）。その結果、信号処理部１１２は、音響信号から変換された周波数スペクトルを波形処理部１１４に出力する。

波形処理部１１４は、信号処理部１１２が出力した周波数スペクトルを周波数成分の波形として保持する。そして、音波の干渉を考慮して予め定めている周波数帯域での音圧レベルのピークを判定し、その周波数と音圧レベルとピークの発生周期などからなる周波数スペクトルの特徴を抽出する（Ｓ６１４）。

周波数スペクトルの特徴が抽出されると、波形処理部１１４は、抽出された特徴と指令定義部１１８に格納された定義テーブルとを比較する（Ｓ６１６）。無線端末１３の指令定義部１１８は、サーバ２３の指令定義部２１０および音響発信器３２の信号定義部３１２と共通の内容を含んでいるから、波形処理部１１４の比較処理は、指令定義部１１８の中から抽出した特徴に対応する制御内容を抽出することと等価である。指令定義部３００に含まれる音響信号の音圧レベルが固定値ではなく「周囲雑音＋所定バイアス」の形で定義されている場合は、背景雑音レベルと音圧レベルのピークとの差分を用いれば、上記と同様に定義テーブルの比較が可能である。

波形処理部１１４が指令定義部１１８から周波数スペクトルの特徴が一致する制御指令を発見できない場合（Ｓ６１８のＮｏ）、音響検出部１１０は音響信号の検出を続行する（ＳＳ６１０）。

波形処理部１１４が指令定義部１１８から周波数スペクトルの特徴が一致する制御指令を発見した場合（Ｓ６１８のＹｅｓ）、すなわち、抽出した周波数スペクトルの特徴が指令定義部１１８に格納された定義テーブルの音響信号のパラメータの特徴を含む場合、制御部１１６は、制御指令に対応する制御信号を生成し所定の制御を実行する（Ｓ６２０）。

この段階においては、音響発信器３２から送られた制御指令の内容が確定しているから、対応する音響信号のパラメータ（周波数、周期、変調の有無など）も確定しており、波形処理部１１４はこれらを保持している。無線端末１３の送受信部１００は、制御指令を受領した旨のＡＣＫ信号をサーバ２３に送信する。

サーバ２３が無線端末１３からＡＣＫ信号を受け、制御指令が無線端末１３に渡されたことが確定すると、暗号化部２１２は、記憶部２０８に記憶された点検保守作業で必要となる書類や手順書などの情報を暗号化する（Ｓ６２２）。暗号化部２１２は、端末管理部２０６が音響発信器３２に送った指令信号に対応する音響信号のパラメータに基づいた暗号鍵を用いて、記憶部２０８に記憶された各種情報について暗号化処理を行う。

制御部２０４は、暗号化された記憶部２０８の情報をアクセスポイント２００経由で無線端末１３に送信する（Ｓ６２４）。

サーバ２３から暗号化された情報を受けると、無線端末１３の送受信部１００は、受信した情報を記憶部１０２に格納する。復号化部１２０は、波形処理部１１４が保持した音響信号のパラメータに基づいて暗号鍵を生成し、記憶部１０２に格納された情報を復号する（Ｓ６２６）。

制御部１１６は、復号され記憶部１０２に格納された各種情報を、表示部１０４を介して閲覧可能な状態にする（Ｓ６２８）。ユーザが入力部１０６を介して点検結果を電子データに反映すると、送受信部１００は、点検結果のデータを記憶部１０２から読み出してサーバ２３へ送信する。このとき、復号化部１２０は、ステップ６２６の逆の手順により送信するデータを暗号化してもよい。点検結果データを受けると、サーバ２３の送受信部２０２は、受け取ったデータについて端末ＩＤやデータの紐付処理、タイムスタンプ挿入などのデータ処理を行った上で記憶部２０８に格納する。同様に、暗号化部２１２は、ステップ６２２の逆の手順により復号化してもよい。

この実施形態の無線システム３では、重要データの情報漏洩を防止する方法としてデータの暗号化を用いている。すなわち、無線端末１３に保存されているデータ全てを、音響発振器３２から出力される音響信号のパラメータ（音波パルスの周波数や周期、変調の有無など）を用いて生成した暗号鍵により暗号化し、同じく音響発信器３２から出力される音響信号のパラメータを用いて生成した暗号鍵により復号化する。これにより、この音響信号を受信している間だけデータを復号化することが可能になる。なお、この復号化の鍵は定期的に変更することができる。これにより、無線端末１３を不正に建屋外に持ち出されても重要データを復号化できないため情報セキュリティを確保することができる。

本発明によれば、無線端末への制御指令の信号に音響信号（音波パルス）を用いることで、無線電波のように干渉を起こすことなく安定して伝送することができ、無線端末ではその制御指令に従って、重要データの情報漏洩の要因となる無線通信機能やカメラ撮影機能などの制限もしくは許可を適切に実行することができる。

また、無線端末が返却されずに発電プラント建屋から不正に持ち出されようとした場合には、出口付近に設置した音響発振器から無線端末の内部データ消去の制御指令を含めた音響信号を出力して無線端末に重要データを消去させることで、悪意を持った人物による情報漏洩を防ぎ、発電プラントにおける情報セキュリティを確保することが可能となる。

（第４の実施形態の構成）
続いて、図９を参照して、他の実施形態の無線システムについて説明する。この実施形態の無線システム４は、第１の実施形態におけるアクセスポイント２００に替えてアクセススポット２００ａを備え、音響発信器３０に替えて音響発信器３０ａを備え、無線端末１０ａを利用する態様をとるものである。そこで、図１及び図２と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

この実施形態のアクセススポット２００ａは、無線端末１０ａと近接無線通信によりデータ伝送を行うインタフェースである。すなわち、アクセススポット２００ａは、第１の実施形態におけるアクセスポイント２００の通信方式を近接無線通信としたものである。アクセススポット２００ａが実現する近接無線通信としては、例えば、低利得アンテナまたは電波遮蔽素材を使用した筐体により電波出力を絞ったＷｉ－Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信方式を採用してもよいし、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）やＴｒａｎｓｆｅｒ Ｊｅｔ（登録商標）などのように伝送距離が極めて短い通信方式を採用してもよい。伝送距離を短くすることで、情報漏洩の可能性を低くすることができる。図９に示す例では、アクセススポット２００ａは、無線端末１０ａをその上に載置することができ、近接無線通信を行うことができる。

音響発信器３０ａは、第１の実施形態の音響発信器３０の指向性を鋭くしてアクセススポット２００ａに向けて音響信号を送出する構成を備えたものである。音響発信器３０ａは、例えばアクセススポット２００ａの直上に配置される。アクセススポット２００ａと音響発信器３０ａの位置関係は、無線端末１０ａをアクセススポット２００ａにアクセス可能な位置（例えば載置）に置いたときに、当該無線端末１０ａが音響発信器３０ａの発する音響信号を受信することができればよい。すなわち、図９に示すように、アクセススポット２００ａ・無線端末１０ａ・音響発信器３０ａが一直線上に位置するものでなくても構わない。

（第４の実施形態の動作）
続いて、図２、図９および図１０を参照して、この実施形態の無線システム４の動作を説明する。この実施形態の無線システム４では、作業対象となるプラント機器ＰＴが配置された点検エリアの入り口などに予めアクセススポット２００ａおよび音響発信器３０ａを配置しておく。

音響発信器３０ａは、予め立てた計画に基づく無線端末１０ａの制御内容（図９に示す例では近接無線機能の制限解除）を指令定義部３００に記憶している。音響発信器３０の制御部３０２は、指令定義部３００から制御内容を読み取り、信号生成部３０４を制御して所定の音響信号をアクセススポット２００ａに向けて送出している。

ユーザたる作業員が建屋Ｂに配置されたアクセススポット２００ａに無線端末１０を載置すると、無線端末１０ａは、マイクＭＩＣを通じて周囲の音波を検出する（ステップ７００。以下「Ｓ７００」のように示す。）。

信号処理部１１２は、音響検出部１１０が検出した音波の音響信号を一定間隔で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行う（Ｓ７０２）。その結果、信号処理部１１２は、音響信号から変換された周波数スペクトルを波形処理部１１４に出力する。

波形処理部１１４は、信号処理部１１２が出力した周波数スペクトルを周波数成分の波形として保持する。そして、音波の干渉を考慮して予め定めている周波数帯域での音圧レベルのピークを判定し、その周波数と音圧レベルとピークの発生周期などからなる周波数スペクトルの特徴を抽出する（Ｓ７０４）。

周波数スペクトルの特徴が抽出されると、波形処理部１１４は、抽出された特徴と指令定義部１１８に格納された定義テーブルとを比較する（Ｓ７０６）。無線端末１０ａの指令定義部１１８は、音響発信器３０ａの指令定義部３００と共通の内容を含んでいるから、波形処理部１１４の比較処理は、指令定義部１１８の中から抽出した特徴に対応する制御内容、例えば無線端末１０ａの近接無線通信の制限解除を抽出することになる。指令定義部３００に含まれる音響信号の音圧レベルが固定値ではなく「周囲雑音＋所定バイアス」の形で定義されている場合は、背景雑音レベルと音圧レベルのピークとの差分を用いれば、上記と同様に定義テーブルの比較が可能である。

波形処理部１１４が指令定義部１１８から周波数スペクトルの特徴が一致する制御指令を発見できない場合（Ｓ７０８のＮｏ）、音響検出部１１０は音響信号の検出を続行する（Ｓ７００）。

波形処理部１１４が指令定義部１１８から周波数スペクトルの特徴が一致する制御指令を発見した場合（Ｓ７０８のＹｅｓ）、すなわち、抽出した周波数スペクトルの特徴が指令定義部１１８に格納された定義テーブルの音響信号のパラメータの特徴を含む場合、制御部１１６は、制御指令に対応する制御信号を生成し、所定の制御を実行する。すなわち、無線端末１０ａの近接無線通信機能の制限を解除する（Ｓ７１０）。

無線端末１０ａの送受信部１００は、自己の識別番号および位置情報をアクセススポット２００ａに向けて送信する。アクセススポット２００ａが無線端末１０ａの識別番号および位置情報を受けると、端末管理部２０６は、識別番号および位置情報に基づいて、無線端末１０が正規の端末か否か検証する。検証の結果、無線端末１０ａが正規の端末であれば、端末管理部２０６は、無線端末１０ａを認証する。

無線端末１０ａが認証されると、制御部２０４は、点検保守作業で必要となる書類や手順書などの情報を、記憶部２０８から読み出してアクセススポット２００ａを介して無線端末１０ａに送信する。サーバ２０からの情報を受けると、無線端末１０ａの送受信部１００は、受信した情報を記憶部１０２に格納し、表示部１０４を介してユーザが閲覧可能な状態にする（Ｓ７１２）。

所定の情報受信が完了すると、制御部１１６は、無線端末１０ａの近接無線通信機能の制限を有効にする（Ｓ７１４）。

このように、この実施形態の無線システムによれば、無線端末１０ａとの通信を近接無線通信を用いたので、電波漏洩を抑えることができる。また、この実施形態の無線システムによれば、音響信号を無線端末１０ａと近接無線通信するアクセススポット２００ａに絞って送出するので、アクセススポット２００ａの近接無線通信機能を必要時のみ稼働させることができる。これにより、さらに電波漏洩を抑えることができる。

（第５の実施形態の構成と動作）
続いて、さらに他の実施形態の無線システムについて説明する。この実施形態の無線システムは、第４の実施形態の無線システム４おいて近接無線通信機能に通信の成否を認証する仕組みを付加したものである。以下の説明において、第４の実施形態と共通する要素は共通の符号を用いて表し、重複する説明を省略する。

以下図２、図９及び図１１を参照してこの実施形態の動作を説明する。この実施形態の無線システム４においても、作業対象となるプラント機器ＰＴが配置された点検エリアの入り口などに予めアクセススポット２００ａおよび音響発信器３０ａを配置しておく。

音響発信器３０ａは、予め立てた計画に基づく無線端末１０ａの制御内容（図９に示す例では近接無線機能の制限解除）を指令定義部３００に記憶している。音響発信器３０の制御部３０２は、指令定義部３００から制御内容を読み取り、信号生成部３０４を制御して所定の音響信号をアクセススポット２００ａに向けて送出している。

ユーザたる作業員が建屋Ｂに配置されたアクセススポット２００ａに無線端末１０を載置すると、無線端末１０ａは、マイクＭＩＣを通じて周囲の音波を検出する（ステップ７００。以下「Ｓ７００」のように示す。）。以下、検出音波の信号処理（Ｓ７０２）、波形抽出（Ｓ７０４）、波形比較（Ｓ７０６）及び一致するかどうかの判定（Ｓ７０８）までは第４の実施形態と同様である。

波形処理部１１４が指令定義部１１８から周波数スペクトルの特徴が一致する制御指令を発見できない場合（Ｓ７０８のＮｏ）、音響検出部１１０は音響信号の検出を続行する（Ｓ７００）。

波形処理部１１４が指令定義部１１８から周波数スペクトルの特徴が一致する制御指令を発見した場合（Ｓ７０８のＹｅｓ）、すなわち、抽出した周波数スペクトルの特徴が指令定義部１１８に格納された定義テーブルの音響信号のパラメータの特徴を含む場合、制御部１１６は、制御指令に対応する制御信号を生成し、所定の制御を実行する。すなわち、無線端末１０ａの近接無線通信機能の制限を解除する（Ｓ７１０）。

無線端末１０ａの送受信部１００は、自己の識別番号および位置情報をアクセススポット２００ａに向けて送信し、アクセススポット２００ａの送受信部１００は、無線端末１０ａと近接無線通信が成立しているかどうか判定する（Ｓ７１１ａ）。近接無線通信が成立していない場合（Ｓ７１１ｂのＮｏ）、送受信部１００は、引き続き無線端末１０ａからの電波の判定を継続する。

近接無線通信が成立している場合（Ｓ７１１ｂのＹｅｓ）、端末管理部２０６は、無線端末１０ａの識別番号および位置情報に基づいて、無線端末１０が正規の端末か否か検証する。検証の結果、無線端末１０ａが正規の端末であれば、端末管理部２０６は、無線端末１０ａを認証する。

無線端末１０ａが認証されると、制御部２０４は、点検保守作業で必要となる書類や手順書などの情報を、記憶部２０８から読み出してアクセススポット２００ａを介して無線端末１０ａに送信する。サーバ２０からの情報を受けると、無線端末１０ａの送受信部１００は、受信した情報を記憶部１０２に格納し、表示部１０４を介してユーザが閲覧可能な状態にする（Ｓ７１２）。

所定の情報受信が完了すると、制御部１１６は、無線端末１０ａの近接無線通信機能の制限を有効にする（Ｓ７１４）。

このように、この実施形態の無線システムによれば、無線端末１０ａとの通信を近接無線通信を用いたので、電波漏洩を抑えることができる。また、この実施形態の無線システムによれば、音響信号を無線端末１０ａと近接無線通信するアクセススポット２００ａに絞って送出するので、アクセススポット２００ａの近接無線通信機能を必要時のみ稼働させることができる。これにより、さらに電波漏洩を抑えることができる。

さらに、この実施形態の無線システムでは、近接無線通信の成否を判定し、成立した場合にのみデータ伝送を許可するので、アクセススポット２００ａを介して後段のサーバ２０への不正アクセスを遮断することができる。

（第６の実施形態の構成）
続いて、図１２を参照して、他の実施形態の無線システムについて説明する。この実施形態の無線システム５は、第１の実施形態におけるアクセスポイント２００に替えてアクセススポット２００ｂを備え、音響発信器３０に替えて音響発信器３０ａを備え、無線端末１０ａを利用する態様をとるものである。そこで、図１及び図２と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

この実施形態のアクセススポット２００ｂは、無線端末１０ａと近接無線通信によりデータ伝送を行うインタフェースである。すなわち、アクセススポット２００ｂは、第１の実施形態におけるアクセスポイント２００の通信方式を近距離無線通信としたものである。アクセススポット２００ｂは、第４の実施形態のアクセススポット２００ａと共通の構成に加えて、音響検出部２０９を備えている。音響検出部２０９は、後述する無線端末１０ａが発する音響信号を受信する機能を有している。

音響発信器３０ａは、第１の実施形態の音響発信器３０の指向性を狭くしてアクセススポット２００ａに向けて音響信号を送出する構成を備えたものである。音響発信器３０ａの構成は第４の実施形態と共通している。

無線端末１０ａは、音響検出部１１０に替えて、音響インタフェース１１０ａを備えている。音響インタフェース１１０ａは、マイクＭＩＣを介して音響発信器３０ａからの音響信号を受信するとともに、スピーカＳＰを介しアクセススポット２００ｂに向けて音響信号を送出する機能を有している。

（第６の実施形態の動作）
続いて、図１２及び図１３を参照して、この実施形態の無線システム３の動作を説明する。この実施形態の無線システム５においても、作業対象となるプラント機器ＰＴが配置された点検エリアの入り口などに予めアクセススポット２００ａおよび音響発信器３０ａを配置しておく。なお、この実施形態の無線システムの動作の一部は、第４の実施形態における動作と共通する。そこで、共通する動作については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。

音響発信器３０ａは、予め立てた計画に基づく無線端末１０ａの制御内容（この実施形態では近接無線機能の制限解除）を指令定義部３００に記憶している。音響発信器３０ａの制御部３０２は、指令定義部３００から制御内容を読み取り、信号生成部３０４を制御して所定の音響信号をアクセススポット２００ａに向けて送出している。

ユーザたる作業員が建屋Ｂに配置されたアクセススポット２００ａに無線端末１０を載置すると、無線端末１０ａは、マイクＭＩＣを通じて周囲の音波を検出する（ステップ７００。以下「Ｓ７００」のように示す。）。以下、検出音波の信号処理（Ｓ７０２）、波形抽出（Ｓ７０４）、波形比較（Ｓ７０６）、一致するかどうかの判定（Ｓ７０８）及び近接無線通信の制限解除（Ｓ７１０）までは第４の実施形態と同様である。

波形処理部１１４が指令定義部１１８から周波数スペクトルの特徴が一致する制御指令を発見した場合（Ｓ７０８のＹｅｓ）、すなわち、抽出した周波数スペクトルの特徴が指令定義部１１８に格納された定義テーブルの音響信号のパラメータの特徴を含む場合、制御部１１６は、制御指令に対応する制御信号を生成し、所定の制御を実行する。例えば、無線端末１０ａの近接無線通信機能の制限を解除する（Ｓ７１０）。

無線端末１０ａの近接無線通信機能の制限が解除されると、無線端末１０ａの音響インタフェース１１０ａは、音響発信器３０ａから送出される音響信号とは周波数や周期の異なる音波パルスをアクセススポット２００ｂに向けて送出する（Ｓ８１１）。

アクセススポット２００ｂの音響検出部２０９は、無線端末１０ａが発した音響信号を受信する（Ｓ８１２）。

音響検出部２０９は、受信した音響信号を端末管理部２０６に渡し、端末管理部２０６は、受け取った音響信号に基づいて、無線端末１０が正規の端末か否か検証する（Ｓ８１３）。検証の結果、無線端末１０ａが非正規の端末であれば、音響検出部２０９は、音響信号の受信を継続し（Ｓ８１４のＮｏ）、無線端末１０ａが正規の端末であれば、端末管理部２０６は、無線端末１０ａを認証する（Ｓ８１４のＹｅｓ）。

無線端末１０ａが認証されると、制御部２０４は、点検保守作業で必要となる書類や手順書などの情報を、記憶部２０８から読み出してアクセススポット２００ｂを介して無線端末１０ａに送信する。サーバ２０からの情報を受けると、無線端末１０ａの送受信部１００は、受信した情報を記憶部１０２に格納し、表示部１０４を介してユーザが閲覧可能な状態にする（Ｓ８１６）。

所定の情報受信が完了すると、制御部１１６は、無線端末１０ａの近接無線通信機能の制限を有効にする（Ｓ８１８）。

このように、この実施形態の無線システムによれば、無線端末１０ａとの通信を近接無線通信を用いたので、電波漏洩を抑えることができる。また、この実施形態の無線システムによれば、音響信号を無線端末１０ａと近接無線通信するアクセススポット２００ａに絞って送出するので、アクセススポット２００ａの近接無線通信機能を必要時のみ稼働させることができる。これにより、さらに電波漏洩を抑えることができる。

さらに、この実施形態の無線システムでは、無線端末１０ａが発する音響信号をアクセススポット２００ｂが受信し、無線端末が正規か否か認証するので、サーバ２０へのの不正アクセス、さらにアクセススポットのウイルス感染などのリスクも抑制することが可能となる。

なお、上述した実施形態の無線システムでは、無線端末１０ａにおける近接無線通信機能の制限の解除について、音響信号の受信をトリガーとして行っているが、これには限定されない。無線端末に加速度センサやジャイロセンサ、地磁気センサなどのセンサを設け、自立航法により自分の位置を検出し、アクセススポットに接近したことを判定することで近接無線通信機能の制限を解除してもよい。この場合、音響発信器から常時音響信号を送出することが困難な状況下においても、電波漏洩を抑制したデータ伝送を行うことが可能となる。このとき、無線端末から発した音響信号をアクセススポットが受信することをトリガーとして、近接無線通信機能の制限を解除するよう構成してもよい。また、上述した第４～第６の実施形態は、図２に示す第１の実施形態を変形しているが、これには限定されない。図５に示す第２の実施形態や図７に示す第３の実施形態に適用してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…無線システム、１０…無線端末、１００…送受信部、１０２…記憶部、１０４…表示部、１０６…入力部、１０８…撮像部、１１０…音響検出部、１１２…信号処理部、１１４…波形処理部、１１６…制御部、１１８…指令定義部、２０…サーバ、２００…アクセスポイント（ＡＰ）、２０２…送受信部、２０４…制御部、２０６…端末管理部、２０８…記憶部、３０…音響発信器、３００…指令定義部、３０２…制御部、３０４…信号生成部、ＡＮＴ…アンテナ、ＭＩＣ…マイク、ＳＰ…スピーカ、Ｂ…建屋。

Claims (2)

1. プラント機器が配置された建屋内において用いる無線システムであって、
   建屋内において該建屋内に配置された無線アクセスポイントを介して情報を取得する無
   線端末であり、
   周囲の音波を検出して検出信号を取得する音響検出部と、
   前記検出信号を解析して該検出信号の周波数スペクトルおよび信号周期のうち一以上を
   含む音響情報を取得する信号処理部と、
   前記無線端末を制御する制御内容および該制御内容に対応する音響信号のパラメータを
   記憶する第１の指令定義部と、
   前記音響情報が、前記第１の指令定義部に記憶された前記音響信号のパラメータの特徴
   点を含むか否かを判定する比較判定部と、
   前記比較判定部の判定の結果、前記音響情報が前記第１の指令定義部に記憶された前記
   音響信号のパラメータを含む場合、前記音響情報に含まれる前記音響信号のパラメータに
   対応する前記制御内容を実行する制御部と、を備えた無線端末と、
   前記建屋内において前記無線端末を制御すべき制御内容および該制御内容に対応する音
   響信号のパラメータを記憶する第２の指令定義部、および、前記第２の指令定義部に記憶
   された前記音響信号のパラメータに基づく音波を出力する信号生成部、を備えた音響発信
   器と、を有し、
   前記アクセスポイントは、その通信距離が該アクセスポイント周囲に限定される近接無
   線通信方式を用いて前記無線端末と通信し、
   前記音響発信器は、前記アクセスポイントと通信可能な位置にある前記無線端末が前記
   音波を受信可能な方向に前記音波を送出する指向性を有していること、
   を特徴とする無線システム。
2. 請求項１に記載の無線システムであって、
   前記情報を記憶する第２の記憶部、および、前記第２の記憶部から前記情報を読み出し
   て前記無線アクセスポイントを介して前記無線端末へ送信する第２の送受信部、を備えた
   サーバをさらに有し、
   前記無線端末は、前記比較判定部の判定の結果、前記音響情報が前記第１の指令定義部
   に記憶された前記音響信号のパラメータを含む場合に前記アクセスポイントに向けて前記
   音響信号とは異なるパラメータの音響信号を送出する音声インタフェースをさらに備え、
   前記アクセスポイントは、前記無線端末が送出した音響信号を受信する音響検出部をさ
   らに備え、
   前記第２の送受信部は、前記音声インタフェースが受信した音響信号が前記無線端末か
   らのものである場合に、前記第２の記憶部から前記情報を読み出して前記無線アクセスポ
   イントを介して前記無線端末へ送信すること
   を特徴とする無線システム。

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