WO2015186218A1

WO2015186218A1 - 無線通信システム

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Publication number: WO2015186218A1
Application number: PCT/JP2014/064931
Authority: WO
Inventors: 幹早川; 教夫大久保
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2015-12-10

Abstract

　無線通信システムは、基地局（無線基地局（ＷＢＳ））と、前記基地局との間で無線通信を行う複数の端末（センサ端末（ＮＮ））と、を有する無線通信システムである。前記複数の端末のそれぞれは、前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態（接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ））と、電波強度を検出する受信状態（探索状態（ＭＳＣＮ））と、を有する。前記複数の端末のそれぞれは、他の端末が前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態にある時に、前記電波強度を検出する受信状態に移行し、前記他の端末の送信した電波の強度を取得する。

Description

無線通信システム

　本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線通信を使用し、端末間の相対位置を測定するシステムに関する。

　無線通信システムにおいて、端末間の相対位置を把握するためには、端末間の直接通信によって相対的位置関係を測定する方法と、端末の絶対位置を把握することで間接的に相対位置を測定する方法がある。

　例えば、端末の位置を特定する測位技術として、ＧＰＳ（Global Positioning System）が実用化されている。これは、複数の衛星から発信される無線信号を端末で受信し、その到達時間を三点測量することで端末の位置を特定する。衛星からの無線信号を利用するため、その使用は主に屋外のみに限られ、またＧＰＳ衛星は静止衛星ではないため、端末からの見通し範囲に存在する衛星の数や位置は時々刻々変化し、その条件により端末位置の特定精度に数メートル単位での大きなばらつきが生じる。

　一方、屋内における端末の位置測位技術には、屋外ＧＰＳと同様に、無線信号の到達時間を用いるものがある。しかし、測位精度を高めるためには、光速で進行する無線信号の到達時間を高い時間精度で測定する必要がある。例えば、特許文献１に示した技術では、高い時間精度を得るための特別なシーケンスについて述べられている。しかし、高い時間精度で到達時間を測定するためには、高速で動作するカウンタが必要であり、システムが大規模になる問題があった。

　また、屋内におけるより簡便な位置測位技術として、無線信号の強度により距離を推定する技術がある。例えば、特許文献２に示す通り、端末と、複数の無線基地局との通信の無線強度を計測して、それぞれの無線基地局と端末の距離の差を推定し、三点測量することで、端末の位置を推定することができる。

　この屋内における位置測位技術を用いて、無線強度により距離を測定するためには、一方が送信する通信をもう一方が受信する必要があるため、一方を待ち受け動作にする必要がある。一般に、送信と比較して受信動作は、相手方が送信して来る時間が正確に分からないため、より長い時間無線回路を動作させる必要があり、電力を多く消費する。端末は、移動するために電池で動作することが一般的で、無線回路を待ち受け動作にせず、間欠動作するのが一般的である。そこで、電力を消費する待ち受け動作は基地局が行い、端末は必ず基地局を介して通信を行う。

　また、端末は専ら基地局とのみ通信を行い、直接、端末間の通信を行わない無線方式を、スター型のネットワークと呼ぶ。例えば、特許文献３では、端末の一部が代表端末となって待ち受け動作を行い、トポロジを階層化することで端末の送信電力を削減する技術について述べられている。

特開２００８－９６３２６号公報国際公開第２０１３／０６５２４０号特開２０１１－１５１４１号公報

　上述したように、例えば、前記特許文献２では、端末間の相対的な位置関係を測定するため、無線強度を利用して端末間の距離を推定する方式を用いている。この方式は、一方の端末が送信するパケットを他方の端末が待ち受ける必要があり、待ち受け動作により、消費電力が増大する問題がある。

　また、前記特許文献３では、トポロジを階層化することで端末の送信電力を削減することができるが、末端の端末間では通信を行えないため、端末間の距離を直接測定することができない。

　本発明の代表的な目的は、端末は専ら基地局とのみ通信を行う、スター型のネットワークにおいて、端末の消費電力を抑制しながら、端末間の無線強度を測定して、端末間の距離を推定可能にする技術を提供するものである。

　本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。

　代表的な無線通信システムは、基地局と、前記基地局との間で無線通信を行う複数の端末と、を有する無線通信システムである。前記複数の端末のそれぞれは、前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態と、電波強度を検出する受信状態と、を有する。前記複数の端末のそれぞれは、他の端末が前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態にある時に、前記電波強度を検出する受信状態に移行し、前記他の端末の送信した電波の強度を取得する。

　本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。

　代表的な効果は、端末は専ら基地局とのみ通信を行う、スター型のネットワークにおいて、端末の消費電力を抑制しながら、端末間の無線強度を測定して、端末間の距離を推定することが可能となる。

本発明の一実施の形態である無線通信システムのシステム構成の一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、センサ端末で収集されたデータの解析の流れの一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、センサデータの収集の流れの一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、フィードバックデータの配信の流れの一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、名札型センサ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、名札型センサ端末の外観の一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、名札型センサ端末の内部レイアウトの一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、名札型センサ端末の赤外線による近接検知の仕様の一例（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、名札型センサ端末の赤外線送受信機の配置方向の一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、名札型センサ端末の左右に配置された赤外線送受信機の光軸の一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、名札型センサ端末の無線による近接検知の仕様の一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、端末間の距離と、電波強度との関係の一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、赤外線、無線の検知範囲の一例を示す図である。従来技術と本発明の一実施の形態との比較におけるネットワークトポロジの一例（Ａ）（Ｂ）を示す図である。従来技術のスター型ネットワークを持つセンサ端末における無線回路の状態遷移の一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、接続リクエストのパケット構造の一例を示す図である。従来技術において、端末の送信した接続リクエストに基地局が応答しなかった場合の通信シーケンスの一例を示す図である。従来技術において、端末の送信した接続リクエストに基地局が応答し、端末から基地局へデータ通信が行われる場合の通信シーケンスの一例を示す図である。従来技術において、端末の送信した接続リクエストに基地局が応答し、基地局から端末へデータ通信が行われる場合の通信シーケンスの一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、センサ端末における無線回路の状態遷移の一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、時刻同期シーケンスの一例を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、近接検知シーケンスの一例（Ａ）（Ｂ）を示す図である。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、センサ端末における無線回路の状態遷移の一例を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、センサ端末の無線による時刻同期の一例を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、センサ端末の探索状態１の一例を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、センサ端末の接続リクエスト状態の一例を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態である無線通信システムにおいて、センサ端末の探索状態２の一例を示すフローチャートである。

　以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

　さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップなども含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素などの形状、位置関係などに言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

　［実施の形態の概要］
　まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に実施の形態の対応する構成要素、符号などを付して説明する。

　実施の形態の代表的な無線通信システムは、基地局（無線基地局（ＷＢＳ））と、前記基地局との間で無線通信を行う複数の端末（センサ端末（ＮＮ））と、を有する無線通信システムである。前記複数の端末のそれぞれは、前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態（接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ））と、電波強度を検出する受信状態（探索状態（ＭＳＣＮ））と、を有する。前記複数の端末のそれぞれは、他の端末が前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態にある時に、前記電波強度を検出する受信状態に移行し、前記他の端末の送信した電波の強度を取得する。

　以下、上述した実施の形態の概要に基づいた一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、一実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

　また、以下の実施の形態においては、本発明の特徴を分かり易くするために、本発明に対する従来技術と比較して説明する。

　［一実施の形態］
　本実施の形態である無線通信システムについて、図１～図２３Ｅを用いて説明する。

　＜無線通信システムの説明＞
　本発明の位置づけと機能を明らかにするため、まず、本発明における無線通信システムについて説明する。本発明の無線通信システムは、人間に装着した名札型センサ端末で取得される装着者及び周囲の状況と、装着者同士の対面情報を総合して組織アクティビティとして人物間の関係性と現在の組織の評価（パフォーマンス）を図示して組織の改善に役立てるためのシステムである。

　さらには、本発明の無線通信システムは、現業分野の店舗、医療現場など、組織内の人と人とのコミュニケーションがパフォーマンスに強く関係する業務分野において、スタッフ間、顧客・患者とスタッフとのコミュニケーション、また動線を可視化・分析することで効率化を目指すものである。

　以下においては、名札型センサ端末を、名札型センサ端末と記載する他、単に、センサ端末、端末とも記載する。また、名札型センサ端末を装着する装着者を、人間、人、人物、人体などの呼び方で記載する。

　図１は、本発明の一実施の形態である無線通信システムのシステム構成の一例を示す図である。本実施の形態の無線通信システムは、複数（図１では３つの例を図示）の名札型センサ端末（ＮＮ１、ＮＮ２、ＮＮｎ）、無線基地局（ＷＢＳ１、ＷＢＳｎ）、有線基地局（ＢＳ）、発信器（ＢＣＮ１、ＢＣＮｎ）、データセンサ（ＤＣ）、ディスプレイ（ＤＰ）などを有する。データセンサ（ＤＣ）は、解析エンジン（ＡＥ）、センサデータベース（ＳＤＢ）、下り通信データベース（ＤＤＢ）などを有する。無線基地局（ＷＢＳ）および有線基地局（ＢＳ）とデータセンタ（ＤＣ）との間は、インターネット（ＩＮ）などの回線を通じて接続されている。以下においては、代表的に、名札型センサ端末（ＮＮ）、無線基地局（ＷＢＳ）、発信器（ＢＣＮ）などと記載する。

　本実施の形態の無線通信システムでは、人（Ｐ１、Ｐ２、Ｐｎ）が名札型センサ端末（ＮＮ１、ＮＮ２、ＮＮｎ）を装着することが特徴である。一般的には、名札型センサ端末（ＮＮ）は２以上の複数（図１では３人の例を図示）の人が身につける。名札型センサ端末（ＮＮ）では、人と人との対面、行動、おかれた環境などがセンサによって取得・蓄積され、基地局を介してデータを収集する。基地局には、センサ端末（ＮＮ）との間で、無線通信を行う基地局（ＷＢＳ、図１ではＷＢＳ１とＷＢＳｎの２つの例を図示）と、有線通信を行う基地局（ＢＳ）などのバリエーションがある。無線基地局（ＷＢＳ）のみで構成されるシステムであってもよいし、有線基地局（ＢＳ）のみで構成されるシステムでもよい。無線通信を行う基地局と有線通信を行う基地局とを含む基地局を総称して、基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）と記載する場合がある。

　名札型センサ端末（ＮＮ）は、他のセンサ端末（ＮＮ）と接近したことを記録する機能を持つ。これを、近接検知機能と呼ぶ。本実施の形態では、赤外線信号と、無線信号の２通りを想定する。近接検知機能には２つの役割があり、１つは、センサ端末（ＮＮ）を装着した装着者同士の対面コミュニケーションを検出する機能（ＦＦＤＴ）であり、もう１つは、それぞれの場所に設置された据え置き型の発信器（ＢＣＮ、図１ではＢＣＮ１とＢＣＮｎの２つの例を図示）からの信号を受信し、センサ端末（ＮＮ）を装着した装着者がいつどこにいたかを検出する機能（ＬＩ１、ＬＩ２、ＬＩｎ）である。

　発信器（ＢＣＮ）が発信する場所情報は、赤外線通信でもよいし、無線通信を使ってもよい。赤外線通信は、無線通信と比較して直行性が高く、通信が分散、反射しにくい特性があり、センサ端末（ＮＮ）同士が向き合っていることを検出するのに適している。一方で、無線通信は、赤外線と比較してより広い空間に発散して放射される特性があり、より広い空間にそのセンサ端末（ＮＮ）が存在することを検出することに適している。

　無線基地局（ＷＢＳ）または有線基地局（ＢＳ）で収集されたデータは、センサデータ（ＳＤＴ）としてインターネット（ＩＮ）などの回線を通じて、データセンタ（ＤＣ）のセンサデータベース（ＳＤＢ）に格納される。センサデータ（ＳＤＴ）は、解析エンジン（ＡＥ）によって解析され、フィードバックデータ（ＦＢＤＴ）としてディスプレイ（ＤＰ）上に表示されたり、下り通信データベース（ＤＤＢ）に格納されたのち、再びインターネット（ＩＮ）を介して無線基地局（ＷＢＳ）または有線基地局（ＢＳ）へ転送され、センサ端末（ＮＮ）の画面上や、音声として直接装着者に通知される。

　図２は、センサ端末（ＮＮ）で収集されたデータの解析の流れの一例を示す図である。センサ端末（ＮＮ）に搭載された各種センサによって取得されるセンサ入力（ＳＩＮ）には、赤外線ＩＤ（ＩＲＩＤ）、無線ＩＤ・強度（ＲＳＴ）、環境情報（温度・湿度・照度）（ＥＤＴ）、加速度（動き・角速度）（ＡＣＤＴ）、マイク（音声）（ＳＤＴ）の各情報がある。

　動的な加速度（ＡＣＤＴ）の情報は、センサ端末（ＮＮ）内部の一時特徴量分析（ＦＡＮ）によって周波数分析（ＦＦＴ）、積分（ＡＣＵＭ）され、一時特徴量（ＦＦ）である加速度リズム（ＭＲ）、運動エネルギー（ＭＥ）がそれぞれ生成され、記録される。静的な加速度（ＡＣＤＴ）の情報は、一時特徴量（ＦＦ）である姿勢（ＰＯＳ）として記録される。マイクから得られる音声（ＳＤＴ）の情報も同様に、周波数分析（ＦＦＴ）されて一時特徴量（ＦＦ）の音声周波数（ＳＦ）が生成され、積分（ＡＣＵＭ）されて一時特徴量（ＦＦ）の音声エネルギー（ＳＥ）が生成され、それぞれ記録される。

　赤外線ＩＤ（ＩＲＩＤ）の情報は、他のセンサ端末や、据え置き型の赤外線ビーコン（発信器）が発信するＩＤを受信したものであり、これは対面ＩＤ（人・場所）の一時特徴量（Ｆ２ＦＤＴ）として記録される。同様に、無線ＩＤ・強度（ＲＳＴ）についても、他のセンサ端末や、据え置き型の無線ビーコンが発信するＩＤを受信し、その強度情報を計測した情報であり、赤外線ＩＤ（ＩＲＩＤ）と同様に対面ＩＤ（人・場所）の一時特徴量（Ｆ２ＦＤＴ）として記録される。環境情報（ＥＤＴ）についても、環境情報の一時特徴量（ＥＤＴ）として記録される。

　以上のセンサ端末（ＮＮ）における、センサ入力（ＳＩＮ）、一時特徴量分析（ＦＡＮ）、一時特徴量（ＦＦ）を、後述する図５～図７に示すセンサ端末（ＮＮ）の構成に対応させて説明する。

　センサ入力（ＳＩＮ）において、赤外線ＩＤ（ＩＲＩＤ）は、赤外線送受信回路（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ６）から得られる識別情報である。無線ＩＤ・強度（ＲＳＴ）は、無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）から得られる識別情報と強度情報である。環境情報（ＥＤＴ）は、温度・湿度センサ（ＴＥＭＰ）から得られる温度・湿度、照度センサ（ＬＵＭ）から得られる照度などの情報である。加速度（ＡＣＤＴ）は、加速度・角速度センサ（ＡＣＣ）から得られる動き・角速度などの情報である。マイク（ＳＤＴ）は、マイク（ＭＩＣ）から得られる音声などの情報である。

　また、一時特徴量分析（ＦＡＮ）は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）において、中央演算装置（ＣＰＵ）が不揮発メモリ（ＩＦＭＥＭ）に記憶されている各分析プログラムを実行することにより実現される。すなわち、一時特徴量分析（ＦＡＮ）は、ソフトウェアによる機能部である。そして、一時特徴量（ＦＦ）は、外部フラッシュメモリ（ＯＦＭＥＭ）などに格納される情報である。

　続いて、センサ端末（ＮＮ）内部に記録された一時特徴量（ＦＦ）は、基地局（図２では図示省略、図１に示した無線基地局（ＷＢＳ）または有線基地局（ＢＳ））を介してデータセンタ（ＤＣ）に転送され、二次特徴量分析（ＳＡＮ）が行われて二次特徴量（ＳＦ）が生成される。

　対面ＩＤ（Ｆ２ＦＤＴ）は、補完（ＳＵＰ）、組合せ抽出（ＣＭＢ）が行われ、二次特徴量（ＳＦ）の対面マトリクス（Ｆ２ＦＤ）が生成される。補完（ＳＵＰ）された対面ＩＤは、環境情報（ＥＤＴ）と場所識別（ＰＬＤＴ）によって照らし合わされ、場所情報（ＬＤ）が生成される。加速度リズム（ＭＲ）、運動エネルギー（ＭＥ）、姿勢（ＰＯＳ）は、周波数パタン解析（ＳＦＡＮ）され、補完（ＳＵＰ）された対面ＩＤ情報と組み合わせて、コミュニケーション特徴抽出（ＣＭＤＴ）により、センサ端末装着者のコミュニケーションの特徴としてアクティブ度（ＡＲＴ）や集中度（ＣＲＴ）などが生成される。音声周波数（ＳＦ）と音声エネルギーは（ＳＥ）は、発話推定（ＳＰＤＴ）によって、装着者の発話が判定され、周波数パタン解析（ＳＦＡＮ）情報と併せ、行動判定（ＢＨＤＴ）により、センサ端末装着者の推定行動（ＢＨＤ）が生成される。

　以上のデータセンタ（ＤＣ）における二次特徴量分析（ＳＡＮ）は、図１に示した解析エンジン（ＡＥ）において実行される。そして、二次特徴量（ＳＦ）は、センサデータベース（ＳＤＢ）、下り通信データベース（ＤＤＢ）などに格納される情報である。

　＜基地局の動作の説明＞
　次に、基地局（無線基地局（ＷＢＳ）または有線基地局（ＢＳ））の動作について、図３、図４を用いて説明する。図３は、センサデータ（ＳＤＴ）の収集の流れの一例を示す図である。図４は、フィードバックデータ（ＦＢＤＴ）の配信の流れの一例を示す図である。図３および図４における、ホストプログラム、クライアントミドルウェア、ホストミドルウェアとは、これらのソフトウェアの動作で実現される機能部を意味する。

　センサデータ（ＳＤＴ）は、センサ端末（ＮＮ）から基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）によって収集され、データセンタ（ＤＣ）のセンサデータベース（ＳＤＢ）に格納される。一方で、フィードバックデータ（ＦＢＤＴ）は、データセンタ（ＤＣ）の下り通信データベース（ＤＤＢ）に上位アプリケーション（図示省略）により格納されたものが、基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）を介してセンサ端末（ＮＮ）に送信される。センサデータ（ＳＤＴ）とフィードバックデータ（ＦＢＤＴ）とはデータが流れる方向が逆のため、図３と図４とに分けて説明する。もちろん、１つの基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）が、センサデータ（ＳＤＴ）の収集と、フィードバックデータ（ＦＢＤＴ）の配信の両方の機能を持つ実装が可能である。

　図３に示すように、センサ端末（ＮＮ）の外部フラッシュメモリ（ＯＦＭＥＭ）に格納されたセンサデータ（ＳＤＴ）は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標、以下記載省略）による無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）またはＵＳＢターゲットＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｔ）を介して基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）に転送される。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ４．０とする。基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）の上り通信基地局ホストプログラム（ＢＵＨＳ）は、センサ端末（ＮＮ）から送信されたセンサデータ（ＳＤＴ）を、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによる無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｈ）またはＵＳＢマスターＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｍ）を介して受け取り、基地局一次記憶（ＢＵＴＳ）へ一旦格納する（ファイル同期）。センサデータ（ＳＤＴ）を一旦、基地局一次記憶（ＢＵＴＳ）へ格納するのは、基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）は多くのセンサ端末（ＮＮ）から大量のセンサデータ（ＳＤＴ）を受け取るため、転送が集中すると、データセンタ（ＤＣ）のセンサデータベース（ＳＤＢ）への格納が間に合わず、センサデータ（ＳＤＴ）の欠落が起こることを防止するためである。

　基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）は、一旦、基地局一次記憶（ＢＵＴＳ）へ蓄積されたセンサデータ（ＳＤＴ）を、上り通信サーバクライアントミドルウェア（ＳＵＣＭ）によって取り出し、インターネット（ＩＮ）を介してデータセンタ（ＤＣ）へ送信する。データセンタ（ＤＣ）の上り通信サーバホストミドルウェア（ＳＵＨＭ）は、基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）から送信されたセンサデータ（ＳＤＴ）を受け取り、センサデータベース（ＳＤＢ）に格納する（ＨＴＴＰ／ＨＴＴＰＳアップロード）。

　図４に示すように、センサ端末（ＮＮ）は、自身に向けたフィードバックデータ（ＦＢＤＴ）があるかどうかの問い合わせを、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによる無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）またはＵＳＢターゲットＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｔ）を介して基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）に向けて送信する（ＩＤ問い合わせ）。基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）の下り通信基地局ホストプログラム（ＢＤＨＳ）は、センサ端末（ＮＮ）から送信された問い合わせを、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによる無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｈ）またはＵＳＢマスターＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｍ）を介して受け取り、下り通信サーバクライアントミドルウェア（ＳＤＣＭ）を介してデータセンタ（ＤＣ）の下り通信サーバホストミドルウェア（ＳＤＨＭ）へ転送する。

　データセンタ（ＤＣ）の下り通信サーバホストミドルウェア（ＳＤＨＭ）は、問い合わせを発信したセンサ端末（ＮＮ）のＩＤに基づいて、下り通信データベース（ＤＤＢ）から、そのセンサ端末（ＮＮ）向けのフィードバックデータ（ＦＢＤＴ）が登録されているかどうかを検索する。この検索の結果、そのセンサ端末（ＮＮ）向けのフィードバックデータ（ＦＢＤＴ）が存在すれば、そのフィードバックデータ（ＦＢＤＴ）を基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）の下り通信サーバクライアントミドルウェア（ＳＤＣＭ）へ転送する。基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）の下り通信基地局ホストプログラム（ＢＤＨＳ）は、下り通信サーバクライアントミドルウェア（ＳＤＣＭ）を介して受け取ったフィードバックデータ（ＦＢＤＴ）を、無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｈ）またはＵＳＢマスターＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｍ）を介してセンサ端末（ＮＮ）へ送信する。センサ端末（ＮＮ）は、下り通信基地局ホストプログラム（ＢＤＨＳ）が送信したフィードバックデータ（ＦＢＤＴ）を、無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）またはＵＳＢターゲットＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｔ）を介して受け取り、外部フラッシュメモリ（ＯＦＭＥＭ）に格納する（データ受信）。

　＜名札型センサ端末の説明＞
　次に、本実施の形態のセンサ端末である名札型センサ端末（ＮＮ）について、図５～図７を用いて説明する。

　図５は、名札型センサ端末（ＮＮ）のハードウェア構成の一例を示す図である。名札型センサ端末（ＮＮ）は、全体制御を行うマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）を中心として、各種通信回路から構成される。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）には、中央演算装置（ＣＰＵ）、不揮発メモリ（ＩＦＭＥＭ）、揮発メモリ（ＲＡＭ）、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）、汎用Ｉ／Ｏ（ＧＰＩＯ）、シリアル通信回路（ＳＣＩ）、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）が内蔵されている。これらは、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）内部のバス（ＩＢＵＳ）を介して相互に接続されており、中央演算装置（ＣＰＵ）によって制御される。

　中央演算装置（ＣＰＵ）は、プログラムに基づいて演算処理を制御する装置である。不揮発メモリ（ＩＦＭＥＭ）は、中央演算装置（ＣＰＵ）が動作するプログラムや、固定データが格納されるメモリ、例えばフラッシュメモリなどに代表されるメモリである。揮発メモリ（ＲＡＭ）は、一次データが記憶されるメモリである。リアルタイムクロック（ＲＴＣ）は、時刻を記憶、管理する時計機能部である。汎用Ｉ／Ｏ（ＧＰＩＯ）は、汎用の入出力インタフェースである。シリアル通信回路（ＳＣＩ）は、シリアル通信の入出力インタフェースである。Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）は、アナログ／デジタル変換する変換器である。Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）は、デジタル／アナログ変換する変換器である。

　本実施の形態の名札型センサ端末（ＮＮ）では、各種センサとして、加速度・角速度センサ（ＡＣＣ）、温度・湿度センサ（ＴＥＭＰ）、照度センサ（ＬＵＭ）が搭載されている。加速度・角速度センサ（ＡＣＣ）、温度・湿度センサ（ＴＥＭＰ）の出力は、デジタルのシリアル信号で出力されるため、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）のシリアル通信回路（ＳＣＩ）に接続される。照度センサ（ＬＵＭ）の出力はアナログ出力のため、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）のＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）に接続され、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）によってデジタル変換される。

　マイク（ＭＩＣ）の出力は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）のＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）に接続され、マイク（ＭＩＣ）によって取得される音声は、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）によってデジタル変換される。スピーカ（ＳＰ）は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）のＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）に接続され、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）によってアナログ変換されてスピーカ（ＳＰ）から音声が発生される。

　本実施の形態では、６組の赤外線送受信回路（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ６、図５では代表的に４組の赤外線送受信回路（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ４）を図示）を備え、赤外線通信による対面検出、場所検出を行う。プロトコルは例えばＩｒＤＡ規格であり、それぞれの送受信回路は、ＩｒＤＡ変復調回路（ＩＲＣＤ）を介してマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）のシリアル通信回路（ＳＣＩ）に接続される。

　各種センサから取得されたセンサデータ（ＳＤＴ）は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）のシリアル通信回路（ＳＣＩ）に接続された外部フラッシュメモリ（ＯＦＭＥＭ）に格納される。

　センサデータ（ＳＤＴ）の基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）への送信や、フィードバックデータ（ＦＢＤＴ）の受信のため、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈによる無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）、ＵＳＢターゲットＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｔ）を備える。これらについても、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）のシリアル通信回路（ＳＣＩ）に接続される。ＵＳＢターゲットＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｔ）は、ＵＳＢ非同期送受信回路（ＵＳＢ－ＵＡＲＴ）を介してシリアル通信回路（ＳＣＩ）に接続される。

　名札型センサ端末（ＮＮ）は、二次電池（ＢＡＴ）から供給される電力で動作する。二次電池（ＢＡＴ）は、ＵＳＢターゲットＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｔ）から、ＵＳＢバスパワーの電源（ＥＰＯＷ＋、ＥＰＯＷ－）により供給される電力を用いて充電回路（ＣＨＧ）により充電される。

　ユーザインタフェースとして、ボタンスイッチ（ＢＵＴＳ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶画面（ＬＣＤ）を備え、ボタンスイッチ（ＢＵＴＳ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）については汎用Ｉ／Ｏ（ＧＰＩＯ）に接続され、液晶画面（ＬＣＤ）はシリアル通信回路（ＳＣＩ）に接続される。

　図６は、名札型センサ端末（ＮＮ）の外観の一例を示す図である。本実施の形態の名札型センサ端末（ＮＮ）は、例えば、表面の縦横寸法が６０ｍｍ×８５ｍｍ、厚みは最厚部が１０ｍｍ、それ以外は８ｍｍと小型であり、人がストラップによって、首から下げて装着することを想定した形状である。筺体上部（ＩＲＷ）は、赤外線透過部材によって構成されており、内部に実装された赤外線送受信回路（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ６）からの光信号を透過する。筺体上部（ＩＲＷ）に３か所のストラップ取り付け用の穴（ＳＴＨ）が設けられており、それぞれＬ字型のトンネル構造により筺体裏側に貫通している。この穴（ＳＴＨ）に紐や、ストラップを通すことで、人に装着する。筐体上部（ＩＲＷ）には、発光ダイオード（ＬＥＤ）と照度センサ（ＬＵＭ）が実装されており、導光材（図示省略）によって、筺体表面に導光される。筺体表面には、液晶画面（ＬＣＤ）およびボタンスイッチ（ＢＵＴＳ）があり、筺体下部には、電源スイッチ（ＰＳＷ）と、ＵＳＢターゲットＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｔ）が実装される。筐体表面にはマイク（ＭＩＣ）用の開口部を備え、筐体裏面にはスピーカ（ＳＰ）用の開口部を備える。

　図６に示す名札型センサ端末（ＮＮ）は、液晶画面（ＬＣＤ）、ボタンスイッチ（ＢＵＴＳ）、マイク（ＭＩＣ）用の開口部などが配置されている方が表面側であり、スピーカ（ＳＰ）用の開口部が配置されている方が裏面側である。この名札型センサ端末（ＮＮ）を人が首から下げて装着する場合には、表面側が人の前方向となるように装着する。

　図７は、名札型センサ端末（ＮＮ）の内部レイアウトの一例を示す図である。名札型センサ端末（ＮＮ）の筐体上部には、ストラップ取り付け用の穴（ＳＴＨ）を備え、外周部にパッキン（ＳＥＡＬ）を備えることで筺体内部への浸水を防ぐ。発光ダイオード（ＬＥＤ）、照度センサ（ＬＵＭ）、無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）、赤外線送受信回路（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ６）は、できるだけ筺体上部へ配置される。これにより、人が装着中に、腕などが名札型センサ端末（ＮＮ）と干渉し、センサ端末（ＮＮ）に出入りする可視光や赤外線信号、無線信号が遮蔽されることを防止する。マイク（ＭＩＣ）、温度・湿度センサ（ＴＥＭＰ）、三軸加速度・角速度センサ（ＡＣＣ）は、できるだけ外乱を避けるため、できるだけ筺体中央に配置される。液晶画面（ＬＣＤ）、ボタンスイッチ（ＢＵＴＳ）のユーザインタフェースは、筺体右側に纏めて配置される。電源スイッチ（ＰＳＷ）と、ＵＳＢターゲットＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｔ）は、筺体下からアクセスされる。ＵＳＢターゲットＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｔ）のコネクタから供給された電力により、二次電池（ＢＡＴ）が充電される。そのほか、筐体内部の基板上に、全体制御を行うマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、センサ情報を格納する外部フラッシュメモリ（ＯＦＭＥＭ）が実装される。

　＜赤外線近接検知についての説明＞
　次に、名札型センサ端末（ＮＮ）の赤外線近接検知について、図８～図１０を用いて説明する。

　本実施の形態では、名札型センサ端末（ＮＮ）同士の近接検知のための赤外線送受信回路（赤外線送受信機とも記す）を６式備える例を示している。赤外線送受信機（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ４）は、角度を変えて正面向きに、赤外線送受信機（ＴＲＩＲ５～ＴＲＩＲ６）は側面方向に実装され、以下に説明する、想定された近接検知要求仕様をカバーする。

　図８は、名札型センサ端末（ＮＮ）の赤外線による近接検知の仕様の一例を示す図である。図８（Ａ）は、２人の人間（ＨＵＭ３）と人間（ＨＵＭ４）とが対面してコミュニケーションを取る場合の位置関係を示している。２人の人間が話をする場合、完全に正面で正対することはまれである。多くの場合、肩幅程度ずれて対峙する。このとき、名札同士の対面を検出するための赤外線送受信機が、名札正面にしか感度がないと、対面状態を検出することができない。人間（ＨＵＭ３）と人間（ＨＵＭ４）とが装着した名札型センサ端末（ＮＮ３）と名札型センサ端末（ＮＮ４）との表面から引いた垂直な直線Ｌ４、Ｌ６それぞれは、名札型センサ端末（ＮＮ３）と名札型センサ端末（ＮＮ４）とを結んだ直線Ｌ５に対し、左右３０°程度の感度が必要となる。

　また、図８（Ｂ）は、椅子に座った人間（ＨＵＭ１）と立った人間（ＨＵＭ２）とがコミュニケーションを取っている場合の位置関係を示す。椅子に座った人間（ＨＵＭ１）と立った人間（ＨＵＭ２）との頭の高さに差があるため、椅子に座った方の人間（ＨＵＭ１）は、上半身がやや上方を向いた体勢になる。人間（ＨＵＭ１）と人間（ＨＵＭ２）とが装着した名札型センサ端末（ＮＮ１）と名札型センサ端末（ＮＮ２）とを結んだ直線Ｌ３は、それぞれの名札表面から垂直に引いた直線Ｌ１、Ｌ２より下方向に位置している。従って、本条件で確実に名札型センサ端末が対面状況を検出するためには、双方の名札型センサ端末（ＮＮ１、ＮＮ２）は下方向に感度が必要である。

　図８（Ｃ）は、同じ机に向かった２人の人間（ＨＵＭ５）と人間（ＨＵＭ６）とがコミュニケーションを取っている位置関係を示す。両者が装着した名札型センサ端末（ＮＮ５）と名札型センサ端末（ＮＮ６）とを結んだ直線Ｌ７は、真横に位置している。従って、本条件で名札型センサ端末が対面状況を検出するためには、双方の名札型センサ端末（ＮＮ５、ＮＮ６）は横方向にもある程度の感度が必要である。しかし、自分から横方向に、ただ単にこちらを向いている人や、隣の机で作業をしている人を、誤って対面コミュニケーションとして検出しないように、横向きに設置された赤外線送受信機の送信回路は、出力を弱く設定する必要がある。

　図９は、名札型センサ端末（ＮＮ）の赤外線送受信機の配置方向の一例を示す図である。図９では、前向き方向に配置される赤外線送受信機（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ４）の配置方向を示している。赤外線送受信機（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ４）は、それぞれ前方に向かって１５°内側に配置される。赤外線送受信機（ＴＲＩＲ１）と赤外線送受信機（ＴＲＩＲ４）の２つは、さらに３０°下向きに向けて配置する。

　本配置にすることにより、正面から向かって左側に位置する赤外線送受信機（ＴＲＩＲ１）と赤外線送受信機（ＴＲＩＲ２）は、手前方向右側に、正面から向かって右側に位置する赤外線送受信機（ＴＲＩＲ３）と赤外線送受信機（ＴＲＩＲ４）は、手前方向左側に感度を持つ。筺体上部から見れば、左右に配置された赤外線送受信機の光軸は図１０のようになる。図１０は、名札型センサ端末の左右に配置された赤外線送受信機（ＴＲＩＲ２、ＴＲＩＲ３）の光軸の一例を示す図である。図１０に示す通り、筐体上部（ＩＲＷ）の左右に配置された赤外線送受信機（ＴＲＩＲ２、ＴＲＩＲ３）の光軸はクロスする特性となる。赤外線送受信機（ＴＲＩＲ２、ＴＲＩＲ３）の持つ固有の感度が、プラスマイナス１５°の感度曲線であるとすれば、実装角度と併せて赤外線送受信機（ＴＲＩＲ２）と赤外線送受信機（ＴＲＩＲ３）の形作る検出範囲は、左右６０°に拡大される。

　＜無線近接検知についての説明＞
　次に、名札型センサ端末（ＮＮ）の無線近接検知について、図１１～図１３を用いて説明する。

　前述の赤外線を使った近接検知は、直進性が高く、照射、受光方向の制御が容易である一方で、検知距離が最大３ｍ程度であり、工場など広い空間での近接検知が難しい。また、直射日光下では、赤外線信号は太陽光に含まれる赤外線に影響され、検知性能が悪化する。そこで、本実施の形態におけるセンサ端末（ＮＮ）では、赤外線による近接検知と併せ、無線信号による近接検知機能を備える。

　図１１は、名札型センサ端末（ＮＮ）の無線による近接検知の仕様の一例を示す図である。図１１では、人間（ＨＵＭ７、ＨＵＭ８、ＨＵＭ９）の３人の人間が１０ｍ圏内に存在し、それぞれ名札型センサ端末（ＮＮ７、ＮＮ８、ＮＮ９）を装着している場合を表している。工場などでは、複数の人間が共同で高所作業などを行う場合も多く、名札型センサ端末間が数メートルの高度差を持つこともある。本実施の形態における無線信号による近接検知は、人物間の高度差や向きによらず、人間が装着する名札型センサ端末間の距離（Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０）が、１０ｍ圏内に存在することで、人物間の近接検知を行う。また、無線の強度情報により、人物間の相対的な距離差を検知する。

　一般的に、電波強度は、センサ端末間の距離の二乗に反比例して減衰する。図１２は、端末間の距離（Ｌ）［ｍ］と、電波強度（ＲＳＳＩ）［ｄＢｍ^－１］との関係の一例を示す図である。図１２では、電波強度（ＲＳＳＩ）の値は１６進数で示している。電波強度（ＲＳＳＩ）は、受信した無線信号の電波の強弱を表す指標であり、値が小さいほど受信強度が強く、値が大きいほど受信強度が弱いことを示す。電波強度（ＲＳＳＩ）は、無線回路やアンテナの特性によって数値が影響を受けるため、絶対値ではなく相対値によって評価する。

　図１２の例では、端末間の距離（Ｌ）が１ｍのときに電波強度（ＲＳＳＩ）の値０ｘ３ｄ、端末間の距離（Ｌ）が５ｍのときに電波強度（ＲＳＳＩ）の値０ｘ５５を取ることを示している。つまり、電波強度（ＲＳＳＩ）の値０ｘ５５を閾値にすることにより、０ｘ５５より小さいときは端末間の距離が５ｍより近く、０ｘ５５より大きいときは端末間の距離が５ｍより遠いことを判別することができる。

　実環境下においては、名札型センサ端末を装着した人体、環境の反射物などで、無線信号は反射、吸収されるため、厳密に電波強度によって距離を判別することは難しい。図１３は、赤外線、無線の検知範囲の一例を示す図である。図１３では、赤外線により近接検知が可能な範囲（ＡＩＲ）、無線信号が受信可能かどうかで近接検知が可能な範囲（ＡＲ）、無線信号受信時の電波強度（ＲＳＳＩ）の閾値０ｘ５５による範囲が検知可能な範囲（ＡＲ５ｍ）の例を示している。図１３は、中央にセンサ端末を身に付けた人が立ち、上から見た検出範囲を示している。

　赤外線により近接検知が可能な範囲（ＡＩＲ）は、図９で説明した赤外線送受信機（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ４）の配置により、左右６０°範囲でおよそ３ｍの検知範囲を持つ。また、サイドの赤外線送受信機（ＴＲＩＲ５、ＴＲＩＲ６）により、横方向に約６０ｃｍの検知範囲を持つ。一方で、無線信号が受信可能かどうかで近接検知が可能な範囲（ＡＲ）には、明確に指向性は無く、前方約１０ｍの検知範囲を持つ。また、電波強度（ＲＳＳＩ）の閾値０ｘ５５による範囲が検知可能な範囲（ＡＲ５ｍ）は、前方約５ｍの検知範囲を持つ。無線信号が受信可能かどうかで近接検知が可能な範囲（ＡＲ）と、電波強度（ＲＳＳＩ）の閾値０ｘ５５による範囲が検知可能な範囲（ＡＲ５ｍ）については、センサ端末を中心として概ね円形の検知範囲を持つが、人間がセンサ端末を胸に装着した場合、背後方向は、電波が人体で吸収されるため、背後方向は検知範囲が狭くなる特性を持つため、楕円に近い感度曲線を持つ。

　本実施の形態の名札型センサ端末（ＮＮ）においては、図１２に示すような端末間の距離（Ｌ）と電波強度（ＲＳＳＩ）との関係、図１３に示すような赤外線と無線の検知範囲を考慮して、赤外線送受信機（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ６）の配置による赤外線近接検知と、無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）の配置による無線近接検知を行う。

　＜無線通信プロトコルの説明＞
　次に、無線通信プロトコルについて、図１４～図１９を用いて説明する。ここでは、主に、本実施の形態の特徴を分かり易くするための従来技術について説明する。

　一般的に、低電力な無線ネットワークでは、ネットワークトポロジにおいて、トポロジ上位を基地局、下位を端末とし、マスターとスレーブの関係で通信を行う。図１４（Ａ）は、従来技術のネットワークトポロジの一例を示す図である。つまり、従来のネットワークトポロジにおいては、図１４（Ａ）に示すように、基地局（ＷＢＳ）を中心として、その基地局（ＷＢＳ）と端末（ＮＮ１、ＮＮ２）との間で通信を行う、スター型のネットワークトポロジを持つ。端末１（ＮＮ１）と端末２（ＮＮ２）との間は、直接通信を行わない。端末（ＮＮ１、ＮＮ２）間が直接通信を行うためには、片側を待ち受け状態にする必要がある。待ち受け動作は、受信回路を継続的に動作させる必要があるため、大きな電流を継続して消費する。低電力なスター型ネットワークでは、消費電流の大きな待ち受け動作を基地局（ＷＢＳ）のみが行い、端末（ＮＮ１、ＮＮ２）は待ち受け動作をしないことで、端末（ＮＮ１、ＮＮ２）の消費電流を抑制している。端末（ＮＮ１、ＮＮ２）と基地局（ＷＢＳ）が通信を行う時、端末（ＮＮ１、ＮＮ２）は基地局（ＷＢＳ）に接続リクエスト（ＡＤＶ１、ＡＤＶ２）を送信し、その後、基地局（ＷＢＳ）との接続状態に移行し、データ通信を行う。

　図１５は、従来技術のスター型ネットワークを持つセンサ端末における無線回路の状態遷移の一例を示す図である。図１５において、センサ端末は、例えば図１４（Ａ）における端末１（ＮＮ１）や端末２（ＮＮ２）であり、基地局は図１４（Ａ）における基地局（ＷＢＳ）である。センサ端末は、電源投入後、センシングを開始するとともに、無線回路を駆動して、基地局との接続を試みる接続リクエスト状態（１４１）へ移行する。一般的には、低電力化のため、基地局との接続は間欠的に行うため、その後、無線休止状態（１４２）となる。その後、接続リクエスト状態（１４１）と、無線休止状態（１４２）を繰り返す。接続リクエスト状態（１４１）は、基地局に対し、接続リクエスト（ＡＤＶ）を送信する状態である。

　基地局とデータ通信を行う必要があれば、接続リクエスト状態（１４２）から基地局接続状態（１４３）へ移行する。端末が通信可能な範囲に基地局が存在するとは限らないこと、また、基地局が通信可能な範囲に存在しても、即時に応答できるとは限らないことから、端末が接続リクエストを送信しても、基地局から応答があり、基地局接続状態へ移行するとは限らない。端末が接続リクエスト（ＡＤＶ）を一定回数送信しても、基地局から応答が無い場合は、消費電力を抑えるために再び無線休止状態（１４２）へ移行する。端末が送信した接続リクエスト（ＡＤＶ）に対し、基地局が応答し、データ通信が可能になった場合は、端末は基地局接続状態（１４３）へ移行する。基地局接続状態（１４３）へ移行後、必要な通信が終了したとき、または端末と基地局の通信が何らかの理由で出来なくなった場合は、端末は再び無線休止状態（１４２）へ移行する。

　図１６は、本実施の形態（従来技術でも同様）である接続リクエストのパケット構造の一例を示す図である。図１６に示すように、センサ端末（ＮＮ）が基地局（ＷＢＳ）に対して送信する接続リクエスト（ＡＤＶ）のパケットは、識別情報と、ペイロードと、エラー検出部の３つに分けられる。識別情報は、受信側が、そのパケットが何処から送信され、何のパケットかを判別するための情報である。ペイロードは、データ本体である。エラー検出部は、受信されたパケットの完全性を判定する符号である。

　識別情報には、プリアンブル（ＰＲＥ）、アクセスアドレス（ＡＤＲ）、ヘッダ（ＨＥＤ）の情報がある。プリアンブル（ＰＲＥ）は、パケットの先頭を表すビットパタンである。パケットを受信したとき、プリアンブル（ＰＲＥ）のビットパタンを探し、パケットの先頭を判別する。アクセスアドレス（ＡＤＲ）は、送信した端末のユニークアドレスである。ヘッダ（ＨＥＤ）は、そのパケットが何のパケットかを判別するためのパケットの種類を示す情報である。

　エラー検出部は、例えばエラー検出部以外のパケットから計算される巡回冗長符号（ＣＲＣ）であり、計算されたＣＲＣと、エラー検出部に格納されたＣＲＣを比較することで、受信されたパケットの完全性を判定する。不一致の場合は、通信の過程で何らかのエラーがあったことを示し、パケットは無効なものとして破棄される。

　ペイロードには、パケットの種類により任意のデータが格納されるが、接続リクエスト（ＡＤＶ）の場合は、１つまたは複数のアドバタイズ構造情報が格納される。アドバタイズ構造情報は、長さ（ＬＥＮ）、タイプ（ＡＤＴ）、データ（ＡＤＤ）から構成される。長さ（ＬＥＮ）は、そのアドバタイズ構造情報のバイト数、タイプ（ＡＤＴ）は情報の種類、データ（ＡＤＤ）はデータ本体を示す。アドバタイズ構造情報により転送する情報には、例えばその端末の名前などがある。

　従来技術のスター型ネットワークの通信シーケンスについて、図１７～図１９を使って説明する。図１７は、端末の送信した接続リクエストに基地局が応答しなかった場合の通信シーケンスの一例を示す図である。図１８は、端末の送信した接続リクエストに基地局が応答し、端末から基地局へデータ通信が行われる場合の通信シーケンスの一例を示す図である。図１９は、端末の送信した接続リクエストに基地局が応答し、基地局から端末へデータ通信が行われる場合の通信シーケンスの一例を示す図である。図１７～図１９において、端末は、例えば図１４（Ａ）における端末１（ＮＮ１）や端末２（ＮＮ２）であり、基地局は図１４（Ａ）における基地局（ＷＢＳ）である。

　端末は、接続リクエスト状態にあるとき、接続リクエスト送信間隔（ＴＡＩＮＴ）毎に接続リクエストパケット（ＡＤＶ）を送信する。図１７～図１９の例では、端末は接続リクエスト（ＡＤＶ）を３回送信し、基地局から応答が無ければ、端末は無線休止状態へ移行する。本例では、端末は、基地局へ自身の存在を伝えるため、接続リクエストを定期的に送信する場合を示している。接続リクエスト状態は、基地局が応答しなくても、センシング基準間隔（ＴＳＩＮＴ）毎に移行する。図１８、図１９は、端末が接続リクエストを２回送信したのち、基地局が接続応答（ＣＲＳＰ）を返し、端末は基地局接続状態へ移行し、センサデータを端末から基地局へ転送する例を示している。端末は、基地局接続状態に移行した直後は受信状態となり、図１８のように基地局からのセンサデータ要求（ＳＤＲＥＱ）、または図１９のようにフィードバックデータの送信開始通知（ＦＤＳＴ）を受信する。

　図１８に示す端末から基地局へのデータ通信では、基地局接続状態になった後、基地局は端末に対してセンサデータ要求（ＳＤＲＥＱ）を送信し、センサデータを要求する。このセンサデータ要求（ＳＤＲＥＱ）に対し、端末はセンサデータ（ＳＤ１、ＳＤ２、…、ＳＤｎ）を連続して送信し、送信すべきデータが無くなった段階で、切断リクエスト（ＤＲＥＱ）を送信して、基地局との接続状態の解除を要求する。端末からの切断リクエスト（ＤＲＥＱ）に対し、基地局は切断応答（ＤＲＳＰ）を送信し、端末は基地局からの切断応答（ＤＲＳＰ）を受信したことで無線休止状態へ移行する。図１８に示す通り、基地局と接続し、データ転送が終了した後も、無線休止状態からセンシング基準間隔（ＴＳＩＮＴ）で接続リクエスト状態へ移行する。

　図１９に示す基地局から端末へのデータ通信では、基地局接続状態になった後、基地局は端末に対しフィードバックデータの送信開始通知（ＦＤＳＴ）を送信し、フィードバックデータの送信開始を通知する。この送信開始通知（ＦＤＳＴ）に対し、端末は待ち受け動作を行い、連続してフィードバックデータを受信するための待ち受け動作を継続する。基地局は、送信開始通知（ＦＤＳＴ）送信に続いて、連続してフィードバックデータ（ＦＤ１、ＦＤ２、…、ＦＤｎ）を送信する。基地局から端末に対するフィードバックデータを全て送信すると、基地局は送信終了通知（ＦＤＥＤ）を端末に送信する。端末は、送信終了通知（ＦＤＥＤ）を受信すると、フィードバックデータを受信するための待ち受け状態を解除し、切断リクエスト（ＤＲＥＱ）を送信して、基地局との接続状態の解除を要求する。端末からの切断リクエスト（ＤＲＥＱ）に対し、基地局は切断応答（ＤＲＳＰ）を送信し、端末は基地局からの切断応答（ＤＲＳＰ）を受信したことで無線休止状態へ移行する。図１９に示す通り、基地局と接続し、データ転送が終了した後も、無線休止状態からセンシング基準間隔（ＴＳＩＮＴ）で接続リクエスト状態へ移行する。

　＜近接検知を実現するシーケンス＞
　次に、本実施の形態のネットワークトポロジにおいて、近接検知を実現するシーケンスについて、図１４（Ｂ）、図２０～図２３Ｅを用いて説明する。

　ネットワークトポロジにおいて、端末が定期的に送信する接続リクエストを、他の端末が受信し、無線強度を測定することができれば、端末間の距離を把握することができる。しかし、前述の通り、端末は間欠的に接続リクエストを送信し、かつ端末は低電力化のために常に待ち受け状態にすることはできないため、他の端末から接続リクエストが送信されるタイミングで、受信回路を駆動して受信しなければならない。

　図１４（Ｂ）は、本実施の形態のネットワークトポロジの一例を示す図である。本実施の形態は、図１４（Ｂ）に示す通り、基地局（ＷＢＳ）と端末（ＮＮ１、ＮＮ２）との間で通信を行う、低電力なスター型ネットワークを持つ無線通信システムである。このスター型ネットワークでは、端末（ＮＮ１、ＮＮ２）は専ら基地局（ＷＢＳ）とのみ通信を行う。このような低電力なスター型ネットワークを持つ無線通信システムにおいて、本実施の形態は、端末が基地局に対して接続リクエストを送信するタイミングで、他の端末がその接続リクエストを受信し、無線強度を測定して、端末間の距離を把握する技術が特徴である。例えば、端末１（ＮＮ１）が基地局（ＷＢＳ）に送信する接続リクエスト（ＡＤＶ１）を端末２（ＮＮ２）が受信し、端末２（ＮＮ２）が基地局（ＷＢＳ）に送信する接続リクエスト（ＡＤＶ２）を端末１（ＮＮ１）が受信する。

　図２０は、本実施の形態のセンサ端末における無線回路の状態遷移の一例を示す図である。図２０において、センサ端末は、例えば図１４（Ｂ）における端末１（ＮＮ１）と端末２（ＮＮ２）であり、基地局は図１４（Ｂ）における基地局（ＷＢＳ）である。また、センサ端末における無線回路は、図５に示した無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）である。また、センサ端末において、無線回路の状態遷移に伴うシーケンスは、図５に示したマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）の制御に基づいて実行される。センサ端末は、電源投入されると、まず基地局に接続するための接続リクエスト状態（２０１）へ移行し、端末間の時刻同期（２０２）を行う。その後、センシング開始のタイミングを待つ（２０３）。図２０と併せ、図２１を用いて、時刻同期シーケンスを説明する。図２１は、時刻同期シーケンスの一例を示す図である。図２１では、端末１と端末２とが、異なった時刻で電源が投入され、互いに時刻同期する例を示している。

　図２１において、端末１は、時刻（Ｔ６０１）に電源が投入される。その後、端末１は、接続リクエスト状態へ移行し、接続リクエスト（ＡＤＶ）を基地局に送信し、基地局に対する接続を要求する。基地局からの接続応答（ＣＲＳＰ）を受信して、端末１は、時刻同期状態へ移行し、基地局に対して時刻同期要求（ＴＲＥＱ）を送信する。時刻同期要求（ＴＲＥＱ）は、基地局に現在の時刻の送信を要求するパケットである。基地局は、端末１からの時刻同期要求（ＴＲＥＱ）に対し、時刻同期応答（ＴＲＳＰ）を返送する。時刻同期応答（ＴＲＳＰ）には、基地局が持つ基準時刻を刻む時計に基づいた、現在の正確な時刻の情報が含まれる。端末１は、基地局からの時刻同期応答（ＴＲＳＰ）に含まれる正確な時刻を、内蔵された時計（リアルタイムクロックＲＴＣ）にセットする。図２１の例では、正確な時刻の受信時刻（Ｔ６０２）において、端末１は、基地局から受信した時刻同期応答（ＴＲＳＰ）によって、正確な時刻がセットされる。

　端末１は、時刻同期が終了すると、基地局へ切断リクエスト（ＤＲＥＱ）を送信する。端末１は、基地局からの切断応答（ＤＲＳＰ）によって、接続状態は解除され、無線休止状態に移行し、次回のセンシング開始基準時刻（Ｔ６０５）まで無線通信を休止する。図２１では、センシング基準間隔（ＴＳＩＮＴ）は１０秒、端末２が時刻同期してから、最初のセンシング開始基準時刻（Ｔ６０５）は００：００：００、その次のセンシング開始基準時刻（Ｔ６０６）は００：００：１０である例を示している。正確な時刻の受信時刻（Ｔ６０２）からセンシング開始基準時刻（Ｔ６０５）までは、端末１のセンシング開始待ち時間（Ｔ６１０（１））となる。

　一方で、端末２は、端末１とは異なる時刻（Ｔ６０３）に電源が投入される。その後、端末２は、接続リクエスト状態へ移行し、接続リクエスト（ＡＤＶ）を基地局に送信し、基地局に対する接続を要求する。基地局からの接続応答（ＣＲＳＰ）を受信して、端末２は、時刻同期状態へ移行し、端末１と同様に基地局から正確な時刻情報を受け取る。端末２が基地局から正確な時刻情報を受け取る時間（Ｔ６０４）は、端末１が時刻情報を受け取る時間（Ｔ６０２）とは別の時刻であるが、それぞれその時の正確な時刻の配信であり、端末１と端末２との内蔵時計は、同期する。

　端末２は、時刻同期が終了すると、基地局へ切断リクエスト（ＤＲＥＱ）を送信する。端末２は、基地局からの切断応答（ＤＲＳＰ）によって、接続状態は解除され、無線休止状態に移行し、次回のセンシング開始基準時刻（Ｔ６０６）まで無線通信を休止する。図２１では、端末１は、センシング基準間隔（ＴＳＩＮＴ）が１周期分早くセンシングを開始するが、端末１の２回目のセンシング開始時刻と、端末２の１回目のセンシング開始時刻とは一致する（Ｔ６０６）。端末２では、正確な時刻の受信時刻（Ｔ６０４）からセンシング開始基準時刻（Ｔ６０６）までは、センシング開始待ち時間（Ｔ６１０（２））となる。

　図２０に戻り説明する。図２０に示す通り、本実施の形態におけるセンサ端末は、時刻同期が終了すると、センシング状態に遷移する。センサ端末の電源が投入されると、前述の通り、基地局と時刻同期を行うために基地局に対する接続リクエスト状態（２０１）に遷移する。基地局と接続（図示省略）して時刻同期（２０２）を行い、時刻同期が終了すると基地局から切断する。その後、次のセンシング開始基準時刻に達するまでセンシング開始待ち状態（２０３）で待機する。このとき、無線回路は休止状態である。センシング開始基準時刻に達すると、センサ端末はセンシングを開始する。このタイミングは、端末間で同期している。

　センシング状態では、無線機能の動作によって、さらに近接検知状態（ＭＡＣＴ）と、無線休止状態（ＭＳＬＰ）に分けられる。近接検知状態（ＭＡＣＴ）は、定期的に基地局に対して接続リクエストを送信し、必要であればデータ転送の開始できる状態である。無線休止状態（ＭＳＬＰ）では、センシングは継続されているが、無線機能は駆動されず、無線回路が低消費電力にある状態である。

　図２０と併せ、図２２を用いて、近接検知シーケンスを説明する。図２２は、近接検知シーケンスの一例を示す図である。図２２（Ａ）は近接検知全体シーケンス、図２２（Ｂ）は近接検知状態におけるフローの拡大図である。図２２では、端末１と端末２とがセンシング状態において、センシング開始基準時刻（Ｔ２２１）から次のセンシング開始基準時刻（Ｔ２２２）まで、センシング基準間隔（ＴＳＩＮＴ）での近接検知フローを示している。図２２に示すセンシング状態の近接検知状態（ＭＡＣＴ）と無線休止状態（ＭＳＬＰ）は、センシング基準間隔（ＴＳＩＮＴ）で繰り返す。

　図２２において、端末１と端末２とは時刻同期しているので、それぞれの端末の近接検知状態（ＭＡＣＴ）の近接検知時間（ＴＡＣＴ）は重なっており、一方が基地局へ送信した接続リクエストを、もう一方が受信することが可能である。同様に、端末１と端末２との双方が無線休止状態へ移行する時間は重なっているため、無線回路が休止状態にあっても、他者の送信する基地局接続リクエストを、常に取りこぼすことはない。また、近接検知状態（ＭＡＣＴ）と、無線休止状態（ＭＳＬＰ）の繰り返しによる、無線回路の間欠動作により、無線回路の消費電力をその比率により削減することができる。

　もちろん、複数の端末間において、近接検知時間（ＴＡＣＴ）に少しでも重なりがあれば、一方が基地局へ送信した接続リクエストをもう一方が受信することが可能であるから、それぞれの端末の近接検知時間（ＴＡＣＴ）同士、無線休止時間（ＴＳＬＰ）同士が完全に同じタイミングである必要はない。

　端末１と端末２とは、近接検知状態（ＭＡＣＴ）において、探索状態（ＭＳＣＮ）→接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）→探索状態（ＭＳＣＮ）の遷移を行う。探索状態（ＭＳＣＮ）とは、他の端末が送信する基地局に対する接続リクエストを受信する状態である。接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）とは、自身が基地局に対して接続リクエストを１回または複数回繰り返して送信する状態である。図２０に示す通り、接続リクエストに対して基地局からの応答があり、データ転送が必要であれば、接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）から基地局接続状態（２０４）へ移行する。必要なデータ転送が終了した状態で、無線休止状態（ＭＳＬＰ）へ遷移し、次のセンシング開始基準時刻まで無線回路を休止する。基地局とのデータ転送が必要でない場合は、接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）から、再び探索状態（ＭＳＣＮ）へ遷移する。

　この時、図２２（Ｂ）の近接検知状態におけるフローの拡大図に示す通り、端末１と端末２とが、それぞれ探索状態（ＭＳＣＮ）から接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）へ移行するタイミングが異なっていれば、端末１が基地局に対して送信した接続リクエスト（ＡＤＶ）を、探索状態（ＭＳＣＮ）にある端末２が受信することが可能であり、また、端末２が基地局に対して送信した接続リクエスト（ＡＤＶ）を、探索状態（ＭＳＣＮ）にある端末１が受信することが可能である。図２２（Ｂ）では、端末１が接続リクエスト状態継続時間（ＴＡＤＶ（１））に、端末２は最初の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ１（２））にあり、端末２が接続リクエスト状態継続時間（ＴＡＤＶ（２））に、端末１は二番目の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ２（１））にあるから、互いの接続リクエストを受信することができる。

　つまり、端末間で、最初の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ１）と、二番目の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ２）とを変える必要がある。図２２（Ｂ）に示した例では、端末１の最初の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ１（１））は端末２の最初の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ１（２））より小さく、端末１の二番目の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ２（１））は端末２の二番目の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ２（２））より大きい例を示している。探索状態継続時間（ＴＳＣＮ）の決定方法は、特に限定しないが、例えば毎回ランダムで設定するとか、端末固有の異なった時間を設定するなどの実装が可能である。

　図２０に示したセンサ端末における無線回路の状態遷移を、図２３Ａ～図２３Ｄのフローチャートを使って説明する。図２３Ａは、センサ端末における無線回路の状態遷移の一例を示すフローチャートである。図２３Ｂ～図２３Ｅは、図２３Ａの各状態を詳細に示すフローチャートであり、図２３Ｂはセンサ端末の無線による時刻同期の一例、図２３Ｃはセンサ端末の探索状態１の一例、図２３Ｄはセンサ端末の接続リクエスト状態の一例、図２３Ｅはセンサ端末の探索状態２の一例である。

　図２３Ａにおいて、端末は、電源が投入されて起動すると（２３Ａ１）、時刻同期状態（２３Ａ２）となる。時刻同期のフローを図２３Ｂに示す。時刻同期状態では、時刻同期が開始されると（２３Ｂ１）、まず、端末は、基地局に対して接続リクエストを送信（２３Ｂ２）し、基地局との接続を試みる。端末は、無線受信処理（２３Ｂ３）して基地局の応答を待つ（２３Ｂ４）。基地局が応答した場合（２３Ｂ４－Ｙ）、端末は、時刻情報送信要求を送信し（２３Ｂ５）、基地局からの時刻情報を受信する（２３Ｂ７）。端末は、受信した時刻を、自身のリアルタイムクロック（ＲＴＣ）へ設定する（２３Ｂ８）。また、接続リクエストに対して基地局からの応答が無く（２３Ｂ４－Ｎ）、過去に時刻同期を行って設定した時刻が存在する場合（２３Ｂ６－Ｙ）、端末は、その時刻を保持して時刻同期処理を終了する（２３Ｂ９）。過去に設定した時刻が無い場合（２３Ｂ６－Ｎ）、端末は、その後も引き続き基地局に対する接続リクエストを送信（２３Ｂ２）し、基地局との接続を試みる。

　図２３Ａに戻り、端末は、時刻同期（２３Ａ２）が終了すると、無線回路を休止状態とするために無線休止処理（２３Ａ３）をして、次回のセンシング開始基準時刻を待つ（２３Ａ４）。センシング開始基準時刻になったら（２３Ａ４－Ｙ）、端末は、探索状態１（２３Ａ５）へ移行する。探索状態１のフローを図２３Ｃに示す。探索状態１では、探索状態１が開始されると（２３Ｃ１）、まず、端末は、無線受信処理（２３Ｃ２）を行い、他の端末が送信する接続リクエストを受信できる状態にする。他の端末の接続リクエスト受信があった場合（２３Ｃ３－Ｙ）、端末は、その接続リクエストパケット（図１６）に含まれるアクセスアドレス（ＡＤＲ）を記録する（２３Ｃ４）。探索状態１は、接続リクエストを受信したかどうかにかかわらず、最初の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ１）の間継続し、この時間（ＴＳＣＮ１）が経過したら（２３Ｃ５－Ｙ）、探索状態１を終了する（２３Ｃ６）。最初の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ１）は、端末毎に異なる時間である。

　図２３Ａに戻り、端末は、探索状態１（２３Ａ５）が終了すると、接続リクエスト状態（２３Ａ６）へ遷移する。接続リクエスト状態のフローを図２３Ｄに示す。接続リクエスト状態は、基地局に対して、接続リクエストを１回または複数回送信する状態である。接続リクエスト状態が開始されると（２３Ｄ１）、まず、端末は、基地局に対して接続リクエストを送信（２３Ｄ２）し、基地局との接続を試みる。端末は、無線受信処理（２３Ｄ３）して基地局の応答を待つ（２３Ｄ４）。基地局が応答した場合（２３Ｄ４－Ｙ）、端末は、必要な基地局通信処理（２３Ｄ６）を実施し、接続リクエスト状態を終了する（２３Ｄ８）。基地局が応答しない場合（２３Ｄ４－Ｎ）、端末は、接続リクエスト送信間隔（ＴＡＩＮＴ）が経過するまで待ち（２３Ｄ５）、再び接続リクエストを送信する（２３Ｄ２）。このとき、接続リクエスト状態継続時間（ＴＡＤＶ）が経過しているかどうかをチェックし（２３Ｄ７）、経過していれば（２３Ｄ７－Ｙ）、接続リクエスト状態を終了する（２３Ｄ８）。

　図２３Ａに戻り、端末は、接続リクエスト状態（２３Ａ６）が終了すると、探索状態２（２３Ａ７）へ移行する。探索状態２のフローを図２３Ｅに示す。探索状態２では、探索状態２が開始されると（２３Ｅ１）、まず、端末は、無線受信処理（２３Ｅ２）を行い、他の端末が送信する接続リクエストを受信できる状態にする。他の端末の接続リクエスト受信があった場合（２３Ｅ３－Ｙ）、端末は、その接続リクエストパケット（図１６）に含まれるアクセスアドレス（ＡＤＲ）を記録する（２３Ｅ４）。探索状態２は、接続リクエストを受信したかどうかにかかわらず、二番目の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ２）の間継続し、この時間（ＴＳＣＮ２）が経過したら（２３Ｅ５－Ｙ）、探索状態２を終了する（２３Ｅ６）。二番目の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ２）は、端末毎に異なる時間である。

　＜実施の形態の効果＞
　以上説明した本実施の形態の無線通信システムによれば、端末（ＮＮ）は専ら基地局（ＷＢＳ）とのみ通信を行う、スター型のネットワークにおいて、端末（ＮＮ）の消費電力を抑制しながら、端末（ＮＮ）間の無線強度を測定して、端末（ＮＮ）間の距離を推定することが可能となる。より詳細には、以下の通りである。

　（１）端末（ＮＮ）のそれぞれは、基地局（ＷＢＳ）に対する接続リクエストを送信する状態の接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）と、電波強度を検出する受信状態の探索状態（ＭＳＣＮ）と、を有する。そして、例えば、端末１（ＮＮ１）は、端末２（ＮＮ２）が接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）にある時に、探索状態（ＭＳＣＮ）に移行し、端末２（ＮＮ２）の送信した電波の強度を取得する。これにより、端末１（ＮＮ１）は、取得した電波の強度から、端末１（ＮＮ１）と端末２（ＮＮ２）との間の距離を推定することができる。逆に、端末２（ＮＮ２）は、端末１（ＮＮ１）の送信した電波の強度を取得することにより、端末２（ＮＮ２）と端末１（ＮＮ１）との間の距離を推定することができる。さらに、端末１（ＮＮ１）および端末２（ＮＮ２）以外の他の端末間でも同様である。すなわち、端末（ＮＮ）間の無線強度を観測して、端末（ＮＮ）間の相対位置を推定することができる。

　（２）端末（ＮＮ）のそれぞれは、時刻同期しており、接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）と、探索状態（ＭＳＣＮ）と、無線通信機能の無線休止状態（ＭＳＬＰ）と、を有する。そして、例えば、端末１（ＮＮ１）は、端末２（ＮＮ２）が接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）にない時に、無線休止状態（ＭＳＬＰ）に移行する。これにより、端末１（ＮＮ１）の消費電力を削減することができる。逆に、端末２（ＮＮ２）が無線休止状態（ＭＳＬＰ）に移行する場合には、端末２（ＮＮ２）の消費電力を削減することができる。さらに、端末１（ＮＮ１）および端末２（ＮＮ２）以外の他の端末間でも同様である。すなわち、端末（ＮＮ）間が時刻同期することで、一方の端末は、他方の端末が接続リクエストを送信するタイミングで受信状態にし、かつ、他方の端末が接続リクエストを送信しない状態では、自身の無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）を休止する間欠動作を行うことで、端末（ＮＮ）の消費電力を削減することができる。

　（３）探索状態（ＭＳＣＮ）は、時系列において、最初の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ１）の探索状態（ＭＳＣＮ）と、二番目の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ２）の探索状態（ＭＳＣＮ）と、を有する。そして、端末（ＮＮ）のそれぞれは、最初の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ１）より後の時間、かつ、二番目の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ２）より前の時間に、接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）に移行することができる。

　（４）例えば、端末２（ＮＮ２）が探索状態（ＭＳＣＮ）にある時に、端末１（ＮＮ１）は、最初の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ１）の探索状態（ＭＳＣＮ）から接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）に移行することができる。逆の場合や他の端末間でも同様である。

　（５）例えば、端末１（ＮＮ１）が探索状態（ＭＳＣＮ）にある時に、端末２（ＮＮ２）は、接続リクエスト状態（ＭＡＤＶ）から二番目の探索状態継続時間（ＴＳＣＮ２）の探索状態（ＭＳＣＮ）に移行することができる。逆の場合や他の端末間でも同様である。

　（６）例えば、端末１（ＮＮ１）は、端末１（ＮＮ１）が取得した端末２（ＮＮ２）が送信した電波の強度を利用して、端末１（ＮＮ１）と端末２（ＮＮ２）との間の距離を取得することができる。逆の場合や他の端末間でも同様である。

　（７）端末（ＮＮ）のそれぞれは、人体に装着するためのストラップ取り付け用の穴（ＳＴＨ）を有する。そして、例えば、端末１（ＮＮ１）は、端末１（ＮＮ１）と端末２（ＮＮ２）との距離を取得することにより、端末１（ＮＮ１）を装着する装着者と端末２（ＮＮ２）を装着する装着者との間の距離を取得することができる。逆の場合や他の端末間でも同様である。

　（８）無線通信システムは、さらに基地局（ＢＳ）との間で有線通信を行う端末ｎ（ＮＮｎ）を有する。基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）は、端末１（ＮＮ１）および端末２（ＮＮ２）が無線通信で送信するデータを受信する無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｈ）と、端末ｎ（ＮＮｎ）が有線通信で送信するデータを受信するＵＳＢマスターＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｍ）と、を有する。そして、基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）は、端末１（ＮＮ１）または端末２（ＮＮ２）が無線経由で送信する接続リクエスト信号を受信することで、無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｈ）を選択して端末１（ＮＮ１）または端末２（ＮＮ２）からのデータを受信することができる。また、基地局（ＷＢＳ、ＢＳ）は、ＵＳＢマスターＩ／Ｆ（ＵＳＢ－Ｍ）を選択して端末ｎ（ＮＮｎ）からのデータを受信することができる。

　（９）基地局（ＷＢＳ）は、基準時刻を刻む時計を有する。そして、基地局（ＷＢＳ）は、端末（ＮＮ）のそれぞれからの時刻同期要求（ＴＲＥＱ）に応じて端末（ＮＮ）のそれぞれへ時刻情報を送信し、端末（ＮＮ）のそれぞれの時刻の設定を行うことで、端末（ＮＮ）のそれぞれの間の動作を同期させることができる。例えば、端末１（ＮＮ１）と端末２（ＮＮ２）との間の動作を同期させることができる。他の端末間でも同様である。

　（１０）端末（ＮＮ）のそれぞれは、複数の赤外線送受信回路（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ６）を有する。そして、例えば、端末１（ＮＮ１）は、赤外線送受信回路で端末２（ＮＮ２）が発射した光信号を受信することで（赤外線検出範囲（ＡＩＲ））、端末１（ＮＮ１）と端末２（ＮＮ２）との接近を記録することができる。また、端末２（ＮＮ２）が発射した光信号を受信しない範囲（無線通信可能範囲（ＡＲ））では、端末１（ＮＮ１）が取得した端末２（ＮＮ２）が送信した電波の強度を利用して、端末１（ＮＮ１）と端末２（ＮＮ２）との間の距離を取得することができる。逆の場合や他の端末間でも同様である。

　（１１）複数の赤外線送受信回路（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ６）のうち、赤外線送受信回路（ＴＲＩＲ１～ＴＲＩＲ４）は、端末（ＮＮ）のそれぞれに、角度を変えて正面向きに実装することで、正面方向の検知範囲を近接検知することができる。また、赤外線送受信回路（ＴＲＩＲ５、ＴＲＩＲ６）は、端末（ＮＮ）のそれぞれに、側面方向に向けて実装することで、横方向の検知範囲を近接検知することができる。

　（１２）端末（ＮＮ）のそれぞれは、二次電池（ＢＡＴ）で動作する端末とすることで、二次電池で動作する端末（ＮＮ）の無線回路（ＲＡＤＩＯ－Ｓ）の動作時間を最小限にし、端末（ＮＮ）の低電力化に寄与することができる。

　以上、本発明者によってなされた発明を一実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

　たとえば、上記した一実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

ＷＢＳ（ＷＢＳ１、ＷＢＳｎ）…無線基地局
ＢＳ…有線基地局
ＮＮ（ＮＮ１、ＮＮ２、ＮＮｎ）…センサ端末
ＭＡＤＶ…接続リクエスト状態
ＭＳＣＮ…探索状態
ＭＳＬＰ…無線休止状態

Claims

　基地局と、前記基地局との間で無線通信を行う複数の端末と、を有する無線通信システムであって、
　前記複数の端末のそれぞれは、前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態と、電波強度を検出する受信状態と、を有し、
　前記複数の端末のそれぞれは、他の端末が前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態にある時に、前記電波強度を検出する受信状態に移行し、前記他の端末の送信した電波の強度を取得する、無線通信システム。
　請求項１記載の無線通信システムにおいて、
　前記複数の端末のそれぞれは、時刻同期しており、
　前記複数の端末のそれぞれは、前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態と、前記電波強度を検出する受信状態と、無線通信機能の休止状態と、を有し、
　前記複数の端末のそれぞれは、前記他の端末が前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態にない時に、前記無線通信機能の休止状態に移行する、無線通信システム。
　請求項１記載の無線通信システムにおいて、
　前記電波強度を検出する受信状態は、時系列において、第１の電波強度を検出する受信状態と、第２の電波強度を検出する受信状態と、を有し、
　前記複数の端末のそれぞれは、前記第１の電波強度を検出する受信状態より後の時間、かつ、前記第２の電波強度を検出する受信状態より前の時間に、前記接続リクエストを送信する状態に移行する、無線通信システム。
　請求項３記載の無線通信システムにおいて、
　前記複数の端末のうちの第１端末が前記第１の電波強度を検出する受信状態にある時に、前記複数の端末のうちの前記第１端末とは別の第２端末は、前記第１の電波強度を検出する受信状態から前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態に移行する、無線通信システム。
　請求項３記載の無線通信システムにおいて、
　前記複数の端末のうちの第１端末が前記第２の電波強度を検出する受信状態にある時に、前記複数の端末のうちの前記第１端末とは別の第２端末は、前記基地局に対する接続リクエストを送信する状態から前記第２の電波強度を検出する受信状態に移行する、無線通信システム。
　請求項１記載の無線通信システムにおいて、
　前記複数の端末のそれぞれは、前記複数の端末のそれぞれが取得した前記他の端末が送信した電波の強度を利用して、前記複数の端末のそれぞれと前記他の端末との間の距離を取得する、無線通信システム。
　請求項６記載の無線通信システムにおいて、
　前記複数の端末のそれぞれは、人体に装着するためのストラップを取り付ける構造を有し、
　前記複数の端末のそれぞれは、前記複数の端末のそれぞれと前記他の端末との距離を取得することにより、前記複数の端末のそれぞれを装着する装着者と前記他の端末を装着する装着者との間の距離を取得する、無線通信システム。
　請求項１記載の無線通信システムにおいて、
　前記無線通信システムは、さらに前記基地局との間で有線通信を行う第３端末を有し、
　前記基地局は、前記複数の端末のそれぞれが無線通信で送信するデータを受信する無線通信回路と、前記第３端末が有線通信で送信するデータを受信する有線通信回路と、を有し、
　前記基地局は、前記複数の端末のそれぞれが無線経由で送信する接続リクエスト信号を受信することで、前記無線通信回路を選択して前記複数の端末のそれぞれからのデータを受信する、無線通信システム。
　請求項８記載の無線通信システムにおいて、
　前記基地局は、前記有線通信回路を選択して前記第３端末からのデータを受信する、無線通信システム。
　請求項２記載の無線通信システムにおいて、
　前記基地局は、基準時刻を刻む時計を有し、
　前記基地局は、前記複数の端末のそれぞれからの時刻同期要求信号に応じて前記複数の端末のそれぞれへ時刻情報を送信し、前記複数の端末のそれぞれの時刻の設定を行うことで、前記複数の端末のそれぞれの間の動作を同期させる、無線通信システム。
　請求項６記載の無線通信システムにおいて、
　前記複数の端末のそれぞれは、１つまたは複数の光送受信機を有し、
　前記複数の端末のそれぞれは、前記光送受信機で前記他の端末が発射した光信号を受信することで、前記複数の端末のそれぞれと前記他の端末との接近を記録し、前記他の端末が発射した光信号を受信しない範囲では、前記複数の端末のそれぞれが取得した前記他の端末が送信した電波の強度を利用して、前記複数の端末のそれぞれと前記他の端末との間の距離を取得する、無線通信システム。
　請求項１１記載の無線通信システムにおいて、
　前記光送受信機が複数からなる場合に、前記複数の光送受信機は、前記複数の端末のそれぞれに角度を変えて実装されている、無線通信システム。
　請求項１２記載の無線通信システムにおいて、
　前記複数の光送受信機のうち、第１、第２、第３および第４光送受信機は、前記複数の端末のそれぞれに、角度を変えて正面向きに実装されている、無線通信システム。
　請求項１３記載の無線通信システムにおいて、
　前記複数の光送受信機のうち、第５および第６光送受信機は、前記複数の端末のそれぞれに、側面方向に向けて実装されている、無線通信システム。
　請求項１記載の無線通信システムにおいて、
　前記複数の端末のそれぞれは、電池で動作する端末である、無線通信システム。