WO2015114735A1 - 環境変化検出システム、環境変化検出方法、及び環境変化検出プログラム - Google Patents

環境変化検出システム、環境変化検出方法、及び環境変化検出プログラム Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an environmental change detection system, an environmental change detection method, and an environmental change detection program.
  • the present invention relates to an environmental change detection system in which a detection device does not have an information communication function, an environmental change detection method, and an environmental change detection program.
  • the detection device includes a detection device that detects whether a detection target exists within a predetermined detection range, and a communication device that wirelessly communicates the result detected by the detection device to the outside, and the detection device has a predetermined detection range Sensor unit which converts infrared light emitted from the detection target in the inside into an electric signal and outputs this electric signal as a detection signal, a sensor monitoring unit monitoring a detection signal output by the sensor unit, and a sensor monitoring unit And a second communication unit for transmitting monitoring information transmitted by the first communication unit, the first communication unit transmitting to the communication apparatus the monitoring information that is the result of monitoring by the second communication unit; And a third communication unit for wirelessly transmitting the monitoring information received by the second communication unit to the outside, and the sensor monitoring unit monitors the detection signal based on the information related to the transmission of the third communication unit.
  • Known E.g., see Patent Document 1.
  • the communication device performs information transmission from the detection device, and the complexity and the communication cost of the communication device are high, which is expensive.
  • an object of the present invention is to provide an environmental change detection system in which a detection device does not have a communication function, an environmental change detection method, and an environmental change detection program.
  • an environmental change detection system includes: an analysis unit that specifies a change in the environment within the detection range.
  • the data detection unit detects current data of current and voltage from the plurality of electric devices and the power supply unit, and the separation unit generates the plurality of electric devices and the power supply unit from the digital power data.
  • Digital power data and modulation current data corresponding to
  • any one of the environmental state is a movement state of an object within a detection range, a vibration state, a temperature change state, a humidity change state, a light amount change state, or a volume change state. Can also be included.
  • the environmental change detection system may further include an output unit that outputs an analysis result of the analysis unit.
  • the determination unit determines whether or not an organism is present within the detection range as a change in the environment, and the analysis unit causes the organism to be detected within the detection range as a change in the environment in the determination unit. If determined to be present, it can also be specified that an organism has invaded within the detection range.
  • the data conversion step of converting the current data detected in the data detection step into digital power data, the separation step of separating the modulation current data of the power supply unit from the digital power data, and the modulation current data separated in the separation step Analyzing provides an environmental change detection method comprising an analyzing step of identifying an environmental change within the detection range.
  • the present invention is an environmental change detection program for an environmental change detection system for detecting an environmental change to achieve the above object, and a detection function for detecting a state of the environment in a detection range in a computer, A determination function of determining a change in the environment within the detection range based on the detection result of the function; and a power supply load modulation function of performing modulation control to cause the power supply unit to consume a load current having a characteristic according to the determination result of the determination function.
  • Data detection function for detecting current data including load current modulated by modulation control, data conversion function for converting current data detected in data detection function to digital power data, modulation of power supply unit from digital power data
  • Environmental change detection program for implementing the analysis function to identify the changes in the environment in the range output is provided.
  • the environmental change detection system the environmental change detection method, and the environmental change detection program according to the present invention, it is possible to provide an environmental change detection system in which the detection device does not have a communication function, an environmental change detection method, and an environmental change detection program. .
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of an environmental change detection system concerning this embodiment. It is a functional configuration block diagram of an environmental change detection system concerning this embodiment. It is a processing flow figure of an environmental change detection system concerning this embodiment. It is a hardware block diagram of the environmental change detection system which concerns on this Embodiment.
  • FIG. 1 shows an outline of an environmental change detection system according to the present embodiment.
  • the environmental change detection system 1 includes one or more detection devices 30 having a detection unit 310 as a sensor, and detects a load current having a characteristic according to the detection result of the detection unit 310. Is consumed by the power supply unit and analyzed by the processing unit 20 to detect a change in the surrounding environment in which the detection device 30 is installed.
  • the environmental change detection system 1 acquires information on the current and voltage and power of a plurality of electric devices (for example, the television 3 and the electric pot 3a), and acquires information on current and voltage and power from the detection device 30.
  • the change in the environment includes any one or more of movement of an object within the detection range of the detection unit 310, vibration change, temperature change, humidity change, light amount change, volume change, and the like.
  • the environmental change detection system 1 includes information regarding the current and voltage and power of a plurality of electric devices (for example, the television 3 and the electric pot 3a) to which power is supplied from the distribution board 5, and the detection device 30.
  • the measurement unit 10 measures information related to current and voltage and power, and information indicating the result of measurement by the measurement unit 10 via the communication network 7 is acquired, and the acquired information is transmitted to each of a plurality of electrical devices and detection devices 30 After separating into corresponding information, the separated information is analyzed to identify a change in the environment within the detection range of the detection unit 310.
  • the environmental change detection system 1 can supply the communication terminal 9 with information indicating an analysis result in the processing unit 20. Thereby, the user having the communication terminal 9 can grasp the change of the environment in which the detection device 30 is installed.
  • the detection range is a range in which the detection unit 310 can detect the state of the environment in which the detection device 30 is installed.
  • the detection range is an area including the area where the detection device 30 is installed, and is a house, a predetermined place in a house (for example, a room or a warehouse, etc.), an office, a shop, a factory, or the outdoors
  • the predetermined area such as the area of
  • the plurality of electrical devices are not limited to the above example, and include various home appliances to which power is supplied.
  • the communication network 7 includes the Internet, a mobile telephone network, and / or a wired or wireless LAN or the like.
  • the communication terminal 9 includes a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, a personal computer or the like.
  • the processing unit 20 may directly obtain information indicating the result of measurement by the measurement unit 10 using near field communication or the like.
  • a load current having a feature according to the detection result of the detection unit 310 is output from the detection device 30, and the processing unit 20 analyzes the feature of the load current.
  • the change of the surrounding environment in which the detection device 30 is installed can be identified.
  • the detection device 30 does not need to have a communication function. Therefore, only by electrically connecting the detection device 30 to the distribution board 5, the surroundings of the detection device 30 can be obtained. Understand changes in the environment.
  • FIG. 2 shows an example of functional configuration blocks of the environmental change detection system according to the present embodiment.
  • the environmental change detection system 1 includes a measurement unit 10, a processing unit 20, and a detection device 30.
  • the measurement unit 10 detects and / or measures information on current and voltage and power supplied to each of the plurality of electrical devices and the detection device 30 or information on current and voltage and power output therefrom from the distribution board 5
  • Data detection unit 100 Data detection unit 100, a data conversion unit 110 that converts information detected by the data detection unit 100 into predetermined information, and a measurement unit side communication that supplies the information converted by the data conversion unit 110 to the processing unit 20 And a unit 120.
  • the processing unit 20 is a processing unit side communication unit 200 that executes communication with the outside, and a separation unit that separates information corresponding to each of the plurality of electric devices and the detection devices 30 from the information supplied from the measurement unit communication unit 120. 210, an analysis unit 220 that analyzes the information separated by the separation unit 210, and an output unit 230 that outputs the analysis result of the analysis unit 220.
  • the detection device 30 includes a power supply unit 300 that supplies power to each component of the detection device 30, a detection unit 310 that detects the state of the surrounding environment in which the detection device 30 is installed, and detection results of the detection unit 310. It has a determination unit 320 that outputs a determination signal corresponding to a change in the surrounding environment based on the above, and a power supply load modulation unit 330 that causes the power supply unit 300 to output a load current waveform having a waveform corresponding to the determination signal of the determination unit 320. .
  • the power supply unit 300 supplies power to at least the detection unit 310, the determination unit 320, and the power supply load modulation unit 330.
  • the power supply unit 300 is controlled by the power supply load modulation unit 330, and consumes a load current having a predetermined load current waveform as an example.
  • the detection unit 310 detects the state of the environment within the detection range.
  • the detection unit 310 supplies information indicating the detection result to the determination unit 320.
  • the state of the environment includes the state of movement of the object within the detection range of the detection unit 310, the state of vibration, the state of temperature or temperature change, the state of humidity or humidity change, the amount of light or amount of light change, and the volume Or it includes one or more of the state of volume change and the like.
  • the detection unit 310 is a sensor that detects the state of the environment in the detection range or the state of an object present in the environment, and, for example, an infrared sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a volume sensor, an odor sensor, a motion sensor Etc.
  • the determination unit 320 determines a change in the environment within the detection range based on the detection result of the detection unit 310.
  • the determination unit 320 supplies the power supply load modulation unit 330 with a determination signal corresponding to the determination result determined based on the detection result.
  • the determination unit 320 can include a determination signal storage unit that associates and stores a unique determination signal in advance with each of information indicating a plurality of detection results.
  • the determination unit 320 acquires a determination signal corresponding to the information indicating the detection result received from the detection unit 310 from the determination signal storage unit, and supplies the acquired determination signal to the power supply load modulation unit 330.
  • the determination unit 320 is a sensor that detects the state of an object within the detection range, and the movement of the object is detected by the detection unit 310, the object enters the detection range. It is determined that an event or an object has been removed. For example, the determination unit 320 determines, as a change in the environment, whether or not an organism such as a person is present or intruded within the detection range. The determination unit 320 determines whether or not an organism is present in the detection range, and outputs a determination signal as a determination result as binary data (for example, one determination signal is associated with the presence of an organism, the other The absence of a living thing can be associated with the judgment signal of
  • the determination unit 320 can make various determinations using various determination criteria in accordance with the state of the environment detected by the detection unit 310. For example, when the detection unit 310 detects a temperature, the determination unit 320 makes a determination according to a change in the environmental temperature (for example, the determination unit 320 divides a plurality of temperature ranges in advance, and any detected temperatures are detected. It is also possible to determine whether the temperature is within the temperature range and to output a determination signal corresponding to the determination result). Furthermore, when the detection unit 310 detects a volume, the determination unit 320 can also make a determination according to a change in the volume.
  • the power supply load modulation unit 330 performs modulation control to cause the power supply unit 300 to consume a load current having a characteristic according to the determination result of the determination unit 320.
  • the power supply load modulation unit 330 can include, for each type of the detection unit 310, a database in which information of modulation signals determined in advance is associated with each of a plurality of determination signals output by the determination unit 320. That is, the database is associated with a detection unit identifier that uniquely identifies the plurality of detection units 310, and each of the information of the plurality of determination signals and the modulation signal information previously associated with each of the information of the plurality of determination signals.
  • the power supply load modulation unit 330 acquires modulation signal information corresponding to the determination signal of the determination unit 320 from the database, and generates a modulation signal.
  • the power supply load modulation unit 330 supplies the modulation signal to the power supply unit 300.
  • the power supply unit 300 receives the modulation signal from the power supply load modulation unit 330, the power supply unit 300 consumes a load current having a characteristic according to the received modulation signal.
  • the data detection unit 100 detects and / or measures current data and voltage data of the current and voltage of the plurality of electrical devices and the power supply unit 300 of the detection device 30 and power, or power data and the like.
  • the data detection unit 100 detects and / or measures current data including a load current controlled by modulation control, which is a load current supplied from the power supply unit 300.
  • the data detection unit 100 is installed, for example, in an ampere meter portion which is a main trunk side of the distribution board 5 provided in a building such as a house.
  • the data detection unit 100 detects and / or measures waveform data of voltage within a predetermined voltage range and current data within a predetermined current or a predetermined current range.
  • the data detection unit 100 supplies the detected current data to the data conversion unit 110.
  • the data converter 110 converts the current data detected by the data detector 100 into digital power data.
  • the data conversion unit 110 supplies digital power data obtained by the conversion to the measurement unit communication unit 120.
  • the measurement unit communication unit 120 communicates with the processing unit 20. Further, the processing unit side communication unit 200 executes communication between the measurement unit 10 and the communication terminal 9. The measurement unit communication unit 120 and the processing unit communication unit 200 are connected via the communication network 7 so that information can be transmitted and received. Then, the measurement unit side communication unit 120 supplies the digital power data received from the data conversion unit 110 to the processing unit side communication unit 200. The processing unit side communication unit 200 acquires the digital power data. Then, the processing unit side communication unit 200 supplies the acquired digital power data to the separation unit 210.
  • the separation unit 210 separates the modulation current data of the power supply unit 300 from the digital power data. That is, the separation unit 210 separates digital power data and modulation current data respectively corresponding to the plurality of electrical devices and the power supply unit 300 from the digital power data acquired by the processing unit communication unit 200. The separation unit 210 separates digital power data into digital power data and modulation current data as data corresponding to each of a plurality of electric devices and the power supply unit 300 using Factorial HMM (Hidden Markov Model) as an example. The separation unit 210 supplies the modulation current data of the power supply unit 300 obtained by separation to the analysis unit 220.
  • Factorial HMM Hidden Markov Model
  • the analysis unit 220 specifies the change in the environment within the detection range of the detection unit 310 by analyzing the modulated current data of the power supply unit 300 separated by the separation unit 210.
  • the analysis unit 220 analyzes the modulation current data, and specifies a determination signal corresponding to the modulation content based on the modulation content modulated to the modulation current data. Then, the analysis unit 220 identifies a change in the environment corresponding to the identified determination signal. For example, when the determination unit 320 determines that a living thing is present in the detection range as a change in the environment, the analysis unit 220 specifies that the living thing has entered the detection range.
  • the analysis unit 220 can also process information indicating the analysis result into a predetermined diagram, a predetermined graph, or the like.
  • the analysis unit 220 analyzes the modulation signal, which is the modulation content modulated to the modulation current data, and identifies the determination signal corresponding to the modulation signal, whereby the environment corresponding to the identified determination signal is obtained. Identify the change.
  • the analysis unit 220 is an environment that stores the determination signal information and the information indicating the change in the environment associated with the determination signal information in advance in association with the modulation signal identifier that uniquely identifies the modulation signal information.
  • a change information storage unit can be included.
  • the analysis unit 220 specifies a specific change in the environment by acquiring information indicating a change in the environment corresponding to the modulation signal obtained by analyzing the modulation current data from the environment change information storage unit.
  • the analysis unit 220 identifies the change in the environment based on the determination signal corresponding to the change in the environmental temperature (for example, the occurrence of a fire or being maintained at a predetermined temperature) Based on the change in the room temperature, specify that the entrance, windows, etc. of the room are vacant etc.).
  • the analysis unit 220 specifies the change in the environment based on the determination signal corresponding to the change in sound volume in the predetermined wavelength range, whereby the detection device 30 is installed. It is also possible to identify that a suspicious person has invaded.
  • the analysis unit 220 supplies information indicating the analysis result to the output unit 230.
  • the output unit 230 outputs the analysis result of the analysis unit 220.
  • the output unit 230 can output information indicating the analysis result from the processing unit 20. Further, the output unit 230 supplies information indicating the analysis result to the processing unit side communication unit 200.
  • the processing unit communication unit 200 supplies the communication terminal 9 with information indicating the analysis result received from the output unit 230 via the communication network 7.
  • FIG. 3 shows an example of the process flow of the environmental change detection system according to the embodiment of the present invention.
  • the power supply unit 300 of the detection device 30 is connected to a power supply (for example, an outlet).
  • the power supply unit 300 supplies power to the detection unit 310, the determination unit 320, and the power supply load modulation unit 330.
  • the detection unit 310 starts measurement of the state of the environment within the detection range.
  • the detection unit 310 detects a state of the environment within the detection range and / or a change in the state of the environment (step 10; hereinafter, the step is represented as "S").
  • the detection unit 310 supplies information indicating the detection result to the determination unit 320.
  • the determination unit 320 determines a change in the environment within the detection range based on the information indicating the detection result (S15).
  • the determination unit 320 supplies the information representing the determination result (that is, the determination signal) to the power supply load modulation unit 330.
  • the power supply load modulation unit 330 performs modulation control to cause the power supply unit 300 to consume a load current having a characteristic according to the determination signal (S20).
  • the power supply load modulation unit 330 uses the modulation signal and controls the power supply unit 300 with the modulation signal to consume the load current modulated and controlled from the power supply unit 300 (S25).
  • the data detection unit 100 detects and measures the load current consumed by the power supply unit 300. Specifically, the data detection unit 100 detects and measures current data which is a load current consumed in the power supply unit 300 and is a load current modulated by a modulation signal. The data detection unit 100 supplies the detected and measured current data to the data conversion unit 110. The data converter 110 converts the current data received from the data detector 100 into digital power data. The data conversion unit 110 supplies digital power data to the measurement unit communication unit 120. The measurement unit side communication unit 120 supplies the digital power data received from the data conversion unit 110 to the processing unit side communication unit 200.
  • the processing unit side communication unit 200 supplies the digital power data received from the measurement unit 10 to the separation unit 210.
  • the separation unit 210 separates the modulation current data of the power supply unit 300 from the digital power data (S30).
  • the separation unit 210 supplies the separated modulation current data to the analysis unit 220.
  • the analysis unit 220 analyzes the modulated current data received from the separation unit 210 to identify a change in the environment within the detection range (S35).
  • the analysis unit 220 supplies information indicating the analysis result to the output unit 230.
  • the output unit 230 supplies information indicating the analysis result to the communication terminal 9 via the processing unit communication unit 200 and the communication network 7.
  • FIG. 4 shows an example of the hardware configuration of the environmental change detection system according to the embodiment of the present invention.
  • the environmental change detection system 1 stores data such as a CPU 1500, a graphic controller 1520, and a memory 1530 such as a random access memory (RAM), a read only memory (ROM) and / or a flash ROM.
  • a chip that communicatively connects the CPU 1500, the graphic controller 1520, the memory 1530, the storage device 1540, the read / write device 1545, the input device 1560, and the communication interface 1550 to each other And a Tsu door 1510.
  • the chipset 1510 mutually connects the memory 1530, the CPU 1500 which accesses the memory 1530 to execute predetermined processing, and the graphic controller 1520 which controls the display of the external display device, so that the components are connected to one another. Perform data transfer.
  • the CPU 1500 operates based on a program stored in the memory 1530 to control each component.
  • the graphic controller 1520 causes an image to be displayed on a predetermined display device based on the image data temporarily stored on a buffer provided in the memory 1530.
  • the chipset 1510 also connects the storage device 1540, the read / write device 1545, and the communication interface 1550.
  • the storage device 1540 stores programs and data used by the CPU 1500 of the environmental change detection system 1.
  • the storage device 1540 is, for example, a flash memory.
  • the read / write device 1545 reads a program and / or data from a storage medium storing the program and / or data, and stores the read program and / or data in the storage device 1540.
  • the read / write device 1545 acquires a predetermined program from a server on the Internet via the communication interface 1550, for example, and stores the acquired program in the storage device 1540.
  • the communication interface 1550 transmits and receives data to and from an external device via a communication network. Also, when the communication network is disconnected, the communication interface 1550 can also transmit and receive data with an external device without passing through the communication network. Then, an input device 1560 such as a keyboard, a tablet, a mouse or the like is connected to the chipset 1510 through a predetermined interface.
  • an input device 1560 such as a keyboard, a tablet, a mouse or the like is connected to the chipset 1510 through a predetermined interface.
  • the environmental change detection program for the environmental change detection system 1 stored in the storage device 1540 is provided to the storage device 1540 via a communication network such as the Internet, or a recording medium such as a magnetic recording medium or an optical recording medium.
  • the environmental change detection program for the environmental change detection system 1 stored in the storage device 1540 is executed by the CPU 1500.
  • the environmental change detection program executed by the environmental change detection system 1 causes the CPU 1500 to operate, the data detection unit 100 and the data conversion unit 110 described in FIGS. 1 to 3.
  • the environmental change detection system 1 outputs a load current having a waveform corresponding to a change in the environment detected by the detection unit 310 from the detection device 30, and analyzes the load current to change the environment. It is not necessary to provide the detection device 30 with a communication function. As a result, according to the environmental change detection system 1 according to the present embodiment, it is possible to easily grasp the environmental change remotely, and to provide the system at low cost.

Abstract

　検出装置が通信機能を有さない環境変化検出システム、環境変化検出方法、及び環境変化検出プログラムを提供する。　環境変化検出システム１は、電源部３００と、検出範囲内における環境の状態を検出する検出部３１０と、検出範囲内における環境の変化を判定する判定部３２０と、判定部３２０の判定結果に応じた特徴を有する負荷電流を電源部３００に消費させる変調制御を行う電源負荷変調部３３０と、変調制御により変調された負荷電流を含む電流データを検知、測定するデータ検知部１００と、電流データをデジタル電力データに変換するデータ変換部１１０と、デジタル電力データから電源部３００の変調電流データを分離する分離部２１０と、分離部２１０が分離した変調電流データを解析することで環境の変化を特定する解析部２２０とを備える。

Description

環境変化検出システム、環境変化検出方法、及び環境変化検出プログラム
　本発明は、環境変化検出システム、環境変化検出方法、及び環境変化検出プログラムに関する。特に本発明は、検知装置が情報通信機能を有さない環境変化検出システム、環境変化検出方法、及び環境変化検出プログラムに関する。
　従来、検出対象が所定の検知範囲内に存在するか否かを検出する検出装置と、検出装置で検出した結果を外部へ無線通信する通信装置とを有し、検出装置は、所定の検知範囲内の検出対象から発せられる赤外光を電気信号に変換して、この電気信号を検知信号として出力するセンサー部と、センサー部により出力される検知信号を監視するセンサー監視部と、センサー監視部により監視された結果である監視情報を通信装置へ送信する第１の通信部とを備え、通信装置は、第１の通信部により送信される監視情報を受信する第２の通信部と、第２の通信部により受信された監視情報を外部へ無線送信する第３の通信部とを備え、センサー監視部は、第３の通信部の送信に関する情報に基づいて検知信号を監視する監視システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の監視システムによれば、通信装置による無線送信が行われても、当該通信装置による無線通信を原因とする誤反応を抑止しつつ、検出対象を監視することができる。
特開２０１３－１９５０９４号公報
　しかし、特許文献１に記載されているような監視システムにおいては、検出装置からの情報伝達を通信装置により実行しており、通信装置の複雑さや通信コストを要することから高コストである。
　したがって、本発明の目的は、検出装置が通信機能を有さない環境変化検出システム、環境変化検出方法、及び環境変化検出プログラムを提供することにある。
　本発明は、上記目的を達成するため、電源部と、検出範囲内における環境の状態を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいて、検出範囲内における環境の変化を判定する判定部と、判定部の判定結果に応じた特徴を有する負荷電流を電源部に消費させる変調制御を行う電源負荷変調部と、変調制御により変調された負荷電流を含む電流データを検知するデータ検知部と、データ検知部により検知された電流データをデジタル電力データに変換するデータ変換部と、デジタル電力データから電源部の変調電流データを分離する分離部と、分離部が分離した変調電流データを解析することで、検出範囲内における環境の変化を特定する解析部とを備える環境変化検出システムが提供される。
　また、上記環境変化検出システムにおいて、データ検知部が、複数の電気機器及び電源部からの電流及び電圧の電流データを検知し、分離部が、デジタル電力データから、複数の電気機器及び電源部それぞれに対応するデジタル電力データ及び変調電流データを分離することもできる。
　また、上記環境変化検出システムにおいて、環境の状態が、検出範囲内における物体の移動の状態、振動の状態、温度変化の状態、湿度変化の状態、光量変化の状態、又は音量変化の状態のいずれかを含むこともできる。
　また、上記環境変化検出システムにおいて、解析部の解析結果を出力する出力部を更に備えることもできる。
　また、上記環境変化検出システムにおいて、判定部が、環境の変化として検出範囲内に生物が存在しているか否かを判定し、解析部が、判定部において環境の変化として検出範囲内に生物が存在していると判定された場合、検出範囲内に生物が侵入したと特定することもできる。
　また、本発明は、上記目的を達成するため、検出部により検出範囲内における環境の状態を検出する検出段階と、検出部の検出結果に基づいて、検出範囲内における環境の変化を判定する判定段階と、判定段階における判定結果に応じた特徴を有する負荷電流を電源部に消費させる変調制御を行う電源負荷変調段階と、変調制御により変調された負荷電流を含む電流データを検知するデータ検知段階と、データ検知段階において検知された電流データをデジタル電力データに変換するデータ変換段階と、デジタル電力データから電源部の変調電流データを分離する分離段階と、分離段階において分離された変調電流データを解析することで、検出範囲内における環境の変化を特定する解析段階とを備える環境変化検出方法が提供される。
　また、本発明は、上記目的を達成するため、環境変化を検出する環境変化検出システム用の環境変化検出プログラムであって、コンピューターに、検出範囲内における環境の状態を検出する検出機能と、検出機能における検出結果に基づいて、検出範囲内における環境の変化を判定する判定機能と、判定機能における判定結果に応じた特徴を有する負荷電流を電源部に消費させる変調制御を行う電源負荷変調機能と、変調制御により変調された負荷電流を含む電流データを検知するデータ検知機能と、データ検知機能において検知された電流データをデジタル電力データに変換するデータ変換機能と、デジタル電力データから電源部の変調電流データを分離する分離機能と、分離機能において分離された変調電流データを解析することで、検出範囲内における環境の変化を特定する解析機能とを実現させる環境変化検出プログラムが提供される。
　本発明に係る環境変化検出システム、環境変化検出方法、及び環境変化検出プログラムによれば、検出装置が通信機能を有さない環境変化検出システム、環境変化検出方法、及び環境変化検出プログラムを提供できる。
本実施の形態に係る環境変化検出システムの概要図である。 本実施の形態に係る環境変化検出システムの機能構成ブロック図である。 本実施の形態に係る環境変化検出システムの処理フロー図である。 本実施の形態に係る環境変化検出システムのハードウェア構成図である。
［実施の形態］
（環境変化検出システム１の概要）
　図１は、本実施の形態に係る環境変化検出システムの概要を示す。
　本実施の形態に係る環境変化検出システム１は、センサーとしての検出部３１０を有する１つ又は複数の検出装置３０を備え、検出部３１０の検出結果に応じた特徴を有する負荷電流を検出装置３０の電源部に消費させ、その結果を処理ユニット２０において解析することで検出装置３０が設置されている周囲の環境の変化を検出するシステムである。環境変化検出システム１は、複数の電気機器（例えば、テレビ３や電気ポット３ａ等）の電流及び電圧並びに電力に関する情報を取得すると共に、検出装置３０からの電流及び電圧並びに電力に関する情報を取得する。ここで、環境の変化とは、検出部３１０の検出範囲内における物体の移動、振動変化、温度変化、湿度変化、光量変化、及び音量変化等のいずれか若しくは複数を含む。
　具体的に、環境変化検出システム１は、分電盤５から電力が供給される複数の電気機器（例えば、テレビ３、電気ポット３ａ等）の電流及び電圧並びに電力に関する情報、及び検出装置３０の電流及び電圧並びに電力に関する情報を測定する測定ユニット１０と、通信網７を介して測定ユニット１０が測定した結果を示す情報を取得して、取得した情報を複数の電気機器及び検出装置３０それぞれに対応する情報に分離した後、分離した情報を解析することで検出部３１０の検出範囲内における環境の変化を特定する処理ユニット２０とを備える。また、環境変化検出システム１は、処理ユニット２０における解析結果を示す情報を通信端末９に供給することができる。これにより、通信端末９を有するユーザーは、検出装置３０が設置されている環境の変化を把握することができる。
　なお、検出範囲とは、検出装置３０が設置されている環境の状態を検出部３１０によって検出できる範囲である。例えば、検出範囲は、検出装置３０が設置されている領域を含む領域であって、家屋、家屋内の所定の場所（例えば、部屋や倉庫等）、オフィス内、店舗内、工場内、又は屋外の領域等の所定の領域である。また、複数の電気機器は上記例に限られず、電力が供給される様々な家電製品を含む。そして、通信網７は、インターネット、携帯電話網、及び／又は有線若しくは無線ＬＡＮ等を含む。更に、通信端末９は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、又はパーソナルコンピューター等を含む。また、処理ユニット２０は、近距離無線通信等を用いて測定ユニット１０が測定した結果を示す情報を直接取得してもよい。
　本実施の形態に係る環境変化検出システム１によれば、検出部３１０の検出結果に応じた特徴を有する負荷電流が検出装置３０から出力され、処理ユニット２０がこの負荷電流の特徴を解析することで検出装置３０が設置された周囲の環境の変化を特定できる。これにより、環境変化検出システム１によれば、検出装置３０が通信機能を備えることを要さないので、検出装置３０を分電盤５に電気的に接続するだけで、検出装置３０の周囲の環境変化を把握できる。
（環境変化検出システム１の詳細）
　図２は、本実施の形態に係る環境変化検出システムの機能構成ブロックの一例を示す。
　環境変化検出システム１は、測定ユニット１０と処理ユニット２０と検出装置３０とを備える。測定ユニット１０は、複数の電気機器及び検出装置３０それぞれに供給される電流及び電圧並びに電力に関する情報、若しくはこれらから出力される電流及び電圧並びに電力に関する情報を分電盤５から検知及び／又は測定するデータ検知部１００と、データ検知部１００が検知した情報を予め定められた情報に変換するデータ変換部１１０と、データ変換部１１０において変換された情報を処理ユニット２０に供給する測定ユニット側通信部１２０とを有する。
　処理ユニット２０は、外部との通信を実行する処理ユニット側通信部２００と、測定ユニット側通信部１２０より供給される情報から複数の電気機器及び検出装置３０それぞれに対応する情報を分離する分離部２１０と、分離部２１０において分離された情報を解析する解析部２２０と、解析部２２０の解析結果を出力する出力部２３０とを有する。
　検出装置３０は、検出装置３０の各構成要素に電力を供給する電源部３００と、検出装置３０が設置されている周囲の環境の状態を検出する検出部３１０と、検出部３１０の検出結果に基づいて周囲の環境の変化に対応した判定信号を出力する判定部３２０と、判定部３２０の判定信号に応じた波形を有する負荷電流波形を電源部３００に出力させる電源負荷変調部３３０とを有する。
（電源部３００）
　電源部３００は、少なくとも検出部３１０と判定部３２０と電源負荷変調部３３０とに電力を供給する。また、電源部３００は、電源負荷変調部３３０に制御され、所定の特徴として、一例として所定の負荷電流波形を有する負荷電流を消費する。
（検出部３１０）
　検出部３１０は、検出範囲内における環境の状態を検出する。検出部３１０は、検出結果を示す情報を判定部３２０に供給する。ここで、環境の状態とは、検出部３１０の検出範囲内における物体の移動の状態、振動の状態、温度若しくは温度変化の状態、湿度若しくは湿度変化の状態、光量若しくは光量変化の状態、及び音量若しくは音量変化の状態等のいずれか若しくは複数を含む。そして、検出部３１０は、検出範囲内における環境の状態や環境内に存在する物体の状態を検出するセンサーであって、例えば、赤外線センサー、温度センサー、湿度センサー、音量センサー、臭気センサー、モーションセンサー等である。
（判定部３２０）
　判定部３２０は、検出部３１０の検出結果に基づいて、検出範囲内における環境の変化を判定する。判定部３２０は、検出結果に基づいて判定した判定結果に対応する判定信号を電源負荷変調部３３０に供給する。例えば、判定部３２０は、複数の検出結果を示す情報のそれぞれに固有の判定信号を予め対応づけて格納する判定信号格納部を含むことができる。判定部３２０は、検出部３１０から受け取った検出結果を示す情報に対応する判定信号を判定信号格納部から取得して、取得した判定信号を電源負荷変調部３３０に供給する。
　一例として、判定部３２０は、検出部３１０が検出範囲内における物体の状態を検出するセンサーである場合であって、検出部３１０において物体の移動が検知された場合、検出範囲内に物体が浸入したこと若しくは物体が取り除かれたこと等を判定する。例えば、判定部３２０は、環境の変化として、検出範囲内に人物等の生物が存在若しくは侵入したか否かを判定する。判定部３２０は、検出範囲内に生物が存在しているか否かを判定し、２値データとして判定結果としての判定信号を出力する（例えば、一方の判定信号に生物の存在を対応づけ、他方の判定信号に生物が存在しないことを対応づけることができる。）。
　また、判定部３２０は、検出部３１０において検出される環境の状態に応じ、様々な判定基準を用いて様々な判定をすることができる。例えば、判定部３２０は、検出部３１０が温度を検出する場合、環境温度の変化に応じた判定をする（例えば、判定部３２０は、予め複数の温度範囲を区切り、検出された温度がいずれの温度範囲の温度であるかを判定し、その判定結果に対応する判定信号を出力することもできる。）。更に、判定部３２０は、検出部３１０が音量を検出する場合、音量の変化に応じた判定をすることもできる。
（電源負荷変調部３３０）
　電源負荷変調部３３０は、判定部３２０の判定結果に応じた特徴を有する負荷電流を電源部３００に消費させる変調制御を実行する。一例として、電源負荷変調部３３０は、検出部３１０の種類ごとに、判定部３２０が出力する複数の判定信号それぞれに予め定められた変調信号の情報を対応づけたデータベースを含むことができる。すなわち、当該データベースは、複数の検出部３１０を一意に識別する検出部識別子に対応づけて、複数の判定信号の情報それぞれと、複数の判定信号の情報それぞれに予め対応づけられた変調信号情報とを格納する。そして、電源負荷変調部３３０は、判定部３２０の判定信号に対応する変調信号情報を当該データベースから取得して、変調信号を生成する。電源負荷変調部３３０は変調信号を電源部３００に供給する。電源部３００は、電源負荷変調部３３０から変調信号を受け取った場合、受け取った変調信号に応じた特徴を有する負荷電流を消費する。
（データ検知部１００）
　データ検知部１００は、複数の電気機器及び検出装置３０の電源部３００の電流及び電圧並びに電力の電流データや電圧データ、若しくは電力データ等を検知及び／又は測定する。データ検知部１００は、電源部３００から供給される負荷電流であって、変調制御により制御された負荷電流を含む電流データを検知及び／又は測定する。データ検知部１００は、例えば、住宅等の建造物に設けられる分電盤５の主幹側であるアンペアメーター部分に設置される。データ検知部１００は、予め定められた電圧の範囲内の電圧の波形データ、及び予め定められた電流若しくは予め定められた電流の範囲内の電流の波形データを検知及び／又は測定する。データ検知部１００は、検知した電流データをデータ変換部１１０に供給する。
（データ変換部１１０）
　データ変換部１１０は、データ検知部１００により検知された電流データをデジタル電力データに変換する。データ変換部１１０は、変換して得られるデジタル電力データを測定ユニット側通信部１２０に供給する。
（測定ユニット側通信部１２０、処理ユニット側通信部２００）
　測定ユニット側通信部１２０は、処理ユニット２０との間で通信を実行する。また、処理ユニット側通信部２００は、測定ユニット１０及び通信端末９との間で通信を実行する。測定ユニット側通信部１２０と処理ユニット側通信部２００との間は、通信網７を介して情報の送受信ができるように接続されている。そして、測定ユニット側通信部１２０は、データ変換部１１０から受け取ったデジタル電力データを、処理ユニット側通信部２００に供給する。処理ユニット側通信部２００は、当該デジタル電力データを取得する。そして、処理ユニット側通信部２００は、取得したデジタル電力データを分離部２１０に供給する。
（分離部２１０）
　分離部２１０は、デジタル電力データから電源部３００の変調電流データを分離する。すなわち、分離部２１０は、処理ユニット側通信部２００が取得したデジタル電力データから、複数の電気機器及び電源部３００それぞれに対応するデジタル電力データ及び変調電流データを分離する。分離部２１０は、一例として、Ｆａｃｔｏｒｉａｌ　ＨＭＭ（Ｈｉｄｄｅｎ　Ｍａｒｋｏｖ　Ｍｏｄｅｌ）を用いてデジタル電力データを複数の電気機器及び電源部３００それぞれに対応するデータとしてのデジタル電力データと変調電流データに分離する。分離部２１０は、分離して得られる電源部３００の変調電流データを解析部２２０に供給する。
（解析部２２０）
　解析部２２０は、分離部２１０が分離した電源部３００の変調電流データを解析することで、検出部３１０の検出範囲内における環境の変化を特定する。解析部２２０は、変調電流データを解析し、変調電流データに変調されている変調内容に基づいて、当該変調内容に対応する判定信号を特定する。そして、解析部２２０は、特定した判定信号に対応する環境の変化を特定する。例えば、解析部２２０は、判定部３２０において環境の変化として検出範囲内に生物が存在していると判定された場合、検出範囲内に生物が侵入したと特定する。また、解析部２２０は、解析結果を示す情報を所定の図や所定のグラフ等に加工することもできる。
　具体的に、解析部２２０は、変調電流データに変調されている変調内容である変調信号を解析し、変調信号に対応する判定信号を識別することで、識別された判定信号に対応する環境の変化を特定する。一例として、解析部２２０は、変調信号情報を一意に識別する変調信号識別子に対応づけて、判定信号情報と、当該判定信号情報に予め対応づけられた環境の変化を示す情報とを格納する環境変化情報格納部を含むことができる。解析部２２０は、変調電流データを解析して得られる変調信号に対応する環境の変化を示す情報を環境変化情報格納部から取得することで、具体的な環境の変化を特定する。
　例えば、検出部３１０が温度センサーである場合、解析部２２０は、環境温度の変化に対応した判定信号に基づいて環境の変化を特定する（例えば、火災の発生や、所定温度に保たれている室温が変化したことに基づいて、当該部屋の出入り口や窓等が空いていること等を特定する。）。また、解析部２２０は、検出部３１０が音量センサーである場合、所定波長範囲の音量変化に対応した判定信号に基づいて環境の変化を特定することで、検出装置３０が設置されている場所に不審者が侵入したこと等を特定することもできる。解析部２２０は、解析結果を示す情報を出力部２３０に供給する。
（出力部２３０）
　出力部２３０は、解析部２２０の解析結果を出力する。出力部２３０は、処理ユニット２０から解析結果を示す情報を出力することができる。また、出力部２３０は、解析結果を示す情報を処理ユニット側通信部２００に供給する。処理ユニット側通信部２００は、通信網７を介して出力部２３０から受け取った解析結果を示す情報を通信端末９に供給する。
（環境変化検出システムの処理の流れの概要）
　図３は、本発明の実施の形態に係る環境変化検出システムの処理の流れの一例を示す。
　まず、検出装置３０の電源部３００が電力の供給源（例えば、コンセント）に接続される。電源部３００は、検出部３１０、判定部３２０、及び電源負荷変調部３３０に電力を供給する。そして、検出部３１０は、検出範囲内における環境の状態の測定を開始する。検出部３１０は、検出範囲内における環境の状態、及び／又は環境の状態の変化を検出する（ステップ１０。以下、ステップを「Ｓ」と表す。）。検出部３１０は、検出結果を示す情報を判定部３２０に供給する。
　判定部３２０は、検出結果を示す情報に基づいて、検出範囲内における環境の変化を判定する（Ｓ１５）。判定部３２０は、判定結果を示す情報（すなわち、判定信号）を電源負荷変調部３３０に供給する。電源負荷変調部３３０は、判定信号に応じた特徴を有する負荷電流を電源部３００に消費させる変調制御を実行する（Ｓ２０）。電源負荷変調部３３０は、一例として、変調信号を用い、変調信号により電源部３００を制御して、電源部３００から変調制御された負荷電流を消費させる（Ｓ２５）。
　データ検知部１００は、電源部３００において消費される負荷電流を検知、測定する。具体的に、データ検知部１００は、電源部３００において消費される負荷電流であって、変調信号により変調された負荷電流である電流データを検知、測定する。データ検知部１００は、検知、測定した電流データをデータ変換部１１０に供給する。データ変換部１１０は、データ検知部１００から受け取った電流データをデジタル電力データに変換する。データ変換部１１０は、デジタル電力データを測定ユニット側通信部１２０に供給する。測定ユニット側通信部１２０は、データ変換部１１０から受け取ったデジタル電力データを処理ユニット側通信部２００に供給する。
　処理ユニット側通信部２００は、測定ユニット１０から受け取ったデジタル電力データを分離部２１０に供給する。分離部２１０は、デジタル電力データから電源部３００の変調電流データを分離する（Ｓ３０）。分離部２１０は、分離した変調電流データを解析部２２０に供給する。解析部２２０は、分離部２１０から受け取った変調電流データを解析することで、検出範囲内における環境の変化を特定する（Ｓ３５）。解析部２２０は、解析結果を示す情報を出力部２３０に供給する。出力部２３０は、解析結果を示す情報を処理ユニット側通信部２００及び通信網７を介して通信端末９に供給する。
　図４は、本発明の実施の形態に係る環境変化検出システムのハードウェア構成の一例を示す。
　本実施の形態に係る環境変化検出システム１は、ＣＰＵ１５００と、グラフィックコントローラ１５２０と、Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）、Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）及び／又はフラッシュＲＯＭ等のメモリ１５３０と、データを記憶する記憶装置１５４０と、記録媒体からデータを読み込み及び／又は記録媒体にデータを書き込む読込み／書込み装置１５４５と、データを入力する入力装置１５６０と、外部の通信機器とデータを送受信する通信インターフェース１５５０と、ＣＰＵ１５００とグラフィックコントローラ１５２０とメモリ１５３０と記憶装置１５４０と読込み／書込み装置１５４５と入力装置１５６０と通信インターフェース１５５０とを互いに通信可能に接続するチップセット１５１０とを備える。
　チップセット１５１０は、メモリ１５３０と、メモリ１５３０にアクセスして所定の処理を実行するＣＰＵ１５００と、外部の表示装置の表示を制御するグラフィックコントローラ１５２０とを相互に接続することにより、各構成要素間のデータの受渡しを実行する。ＣＰＵ１５００は、メモリ１５３０に格納されたプログラムに基づいて動作して、各構成要素を制御する。グラフィックコントローラ１５２０は、メモリ１５３０内に設けられたバッファ上に一時的に蓄えられた画像データに基づいて、画像を所定の表示装置に表示させる。
　また、チップセット１５１０は、記憶装置１５４０と、読込み／書込み装置１５４５と、通信インターフェース１５５０とを接続する。記憶装置１５４０は、環境変化検出システム１のＣＰＵ１５００が使用するプログラムとデータとを格納する。記憶装置１５４０は、例えば、フラッシュメモリである。読込み／書込み装置１５４５は、プログラム及び／又はデータを記憶している記憶媒体からプログラム及び／又はデータを読み取って、読み取ったプログラム及び／又はデータを記憶装置１５４０に格納する。読込み／書込み装置１５４５は、例えば、通信インターフェース１５５０を介し、インターネット上のサーバーから所定のプログラムを取得して、取得したプログラムを記憶装置１５４０に格納する。
　通信インターフェース１５５０は、通信ネットワークを介して外部の装置とデータの送受信を実行する。また、通信インターフェース１５５０は、通信ネットワークが不通の場合、通信ネットワークを介さずに外部の装置とデータの送受信を実行することもできる。そして、キーボード、タブレット、マウス等の入力装置１５６０は、所定のインターフェースを介してチップセット１５１０と接続する。
　記憶装置１５４０に格納される環境変化検出システム１用の環境変化検出プログラムは、インターネット等の通信ネットワーク、又は磁気記録媒体、光学記録媒体等の記録媒体を介して記憶装置１５４０に提供される。そして、記憶装置１５４０に格納された環境変化検出システム１用の環境変化検出プログラムは、ＣＰＵ１５００により実行される。
　本実施の形態に係る環境変化検出システム１により実行される環境変化検出プログラムは、ＣＰＵ１５００に働きかけて、環境変化検出システム１を、図１から図３において説明したデータ検知部１００、データ変換部１１０、測定ユニット側通信部１２０、処理ユニット側通信部２００、分離部２１０、解析部２２０、出力部２３０、電源部３００、検出部３１０、判定部３２０、及び電源負荷変調部３３０として機能させる。
（実施の形態の効果）
　本実施の形態に係る環境変化検出システム１は、検出部３１０において検出された環境の変化に対応する波形を有する負荷電流を検出装置３０から出力させ、この負荷電流を解析することで環境の変化を特定するので、検出装置３０に通信機能を備えさせることを要さない。これにより、本実施の形態に係る環境変化検出システム１によれば、環境の変化を遠隔から把握することが容易にできると共に、低コストで当該システムを提供できる。
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せのすべてが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
　１　環境変化検出システム
　３　テレビ
　３ａ　電気ポット
　５　分電盤
　７　通信網
　９　通信端末
　１０　測定ユニット
　２０　処理ユニット
　３０　検出装置
　１００　データ検知部
　１１０　データ変換部
　１２０　測定ユニット側通信部
　２００　処理ユニット側通信部
　２１０　分離部
　２２０　解析部
　２３０　出力部
　３００　電源部
　３１０　検出部
　３２０　判定部
　３３０　電源負荷変調部
　１５００　ＣＰＵ
　１５１０　チップセット
　１５２０　グラフィックコントローラ
　１５３０　メモリ
　１５４０　記憶装置
　１５４５　読込み／書込み装置
　１５５０　通信インターフェース
　１５６０　入力装置

Claims (7)

  1. 　電源部と、
    　検出範囲内における環境の状態を検出する検出部と、
    　前記検出部の検出結果に基づいて、前記検出範囲内における前記環境の変化を判定する判定部と、
    　前記判定部の判定結果に応じた特徴を有する負荷電流を前記電源部に消費させる変調制御を行う電源負荷変調部と、
    　前記変調制御により変調された前記負荷電流を含む電流データを検知するデータ検知部と、
    　前記データ検知部により検知された前記電流データをデジタル電力データに変換するデータ変換部と、
    　前記デジタル電力データから前記電源部の変調電流データを分離する分離部と、
    　前記分離部が分離した前記変調電流データを解析することで、前記検出範囲内における前記環境の変化を特定する解析部と
    を備える環境変化検出システム。
  2. 　前記データ検知部が、複数の電気機器及び前記電源部からの電流及び電圧の電流データを検知し、
    　前記分離部が、前記デジタル電力データから、前記複数の電気機器及び前記電源部それぞれに対応する前記デジタル電力データ及び前記変調電流データを分離する請求項１に記載の環境変化検出システム。
  3. 　前記環境の状態が、前記検出範囲内における物体の移動の状態、振動の状態、温度変化の状態、湿度変化の状態、光量変化の状態、又は音量変化の状態のいずれかを含む請求項１又は２に記載の環境変化検出システム。
  4. 　前記解析部の解析結果を出力する出力部
    を更に備える請求項１～３のいずれか１項に記載の環境変化検出システム。
  5. 　前記判定部が、前記環境の変化として前記検出範囲内に生物が存在しているか否かを判定し、
    　前記解析部が、前記判定部において前記環境の変化として前記検出範囲内に前記生物が存在していると判定された場合、前記検出範囲内に前記生物が侵入したと特定する請求項１～４のいずれか１項に記載の環境変化検出システム。
  6. 　検出部により検出範囲内における環境の状態を検出する検出段階と、
    　前記検出部の検出結果に基づいて、前記検出範囲内における前記環境の変化を判定する判定段階と、
    　前記判定段階における判定結果に応じた特徴を有する負荷電流を電源部に消費させる変調制御を行う電源負荷変調段階と、
    　前記変調制御により変調された前記負荷電流を含む電流データを検知するデータ検知段階と、
    　前記データ検知段階において検知された前記電流データをデジタル電力データに変換するデータ変換段階と、
    　前記デジタル電力データから前記電源部の前記変調電流データを分離する分離段階と、
    　前記分離段階において分離された前記変調電流データを解析することで、前記検出範囲内における前記環境の変化を特定する解析段階と
    を備える環境変化検出方法。
  7. 　環境変化を検出する環境変化検出システム用の環境変化検出プログラムであって、
    　コンピューターに、
    　検出範囲内における環境の状態を検出する検出機能と、
    　前記検出機能における検出結果に基づいて、前記検出範囲内における前記環境の変化を判定する判定機能と、
    　前記判定機能における判定結果に応じた特徴を有する負荷電流を電源部に消費させる変調制御を行う電源負荷変調機能と、
    　前記変調制御により変調された前記負荷電流を含む電流データを検知するデータ検知機能と、
    　前記データ検知機能において検知された前記電流データをデジタル電力データに変換するデータ変換機能と、
    　前記デジタル電力データから前記電源部の前記変調電流データを分離する分離機能と、
    　前記分離機能において分離された前記変調電流データを解析することで、前記検出範囲内における前記環境の変化を特定する解析機能と
    を実現させる環境変化検出プログラム。
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