JP2007085817A - Moisture detecting method and application system thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a moisture detecting method capable of being realized so as to be made small-sized, that is simple and inexpensive, and to prevent a diaper capable of automatically detecting urination or defacation by applying the moisture detecting method. <P>SOLUTION: The existence of moisture between an RF tag and a reader/writer is detected, on the basis of the occurrence of the abnormality of transmission and reception between the RF tag and the reader/writer due to the effect of the absorption of electric wave energy due to the moisture in the periphery of the RF tag or the effect on circuit normal operation by using the RF tag of a UHF band or a microwave band. The RF tag is installed inside the diaper, to detect the urination or evacuation in the diaper. When there is a risk of effects on the human body due to the use of the electric wave energy of the UHF band or the microwave band, an electromagnetic wave protective sheet, constituted of an electric wave shielding material permitting the permeation of moisture, is inserted between the human body and the RF tag. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、リーダ・ライタおよびＲＦタグから構成されるＲＦＩＤ（Radio Frequency Idenntification、無線タグ）システムを用いた水分検知方法、およびそれを応用したおむつへの排尿・排便の検知システムに関する。   The present invention relates to a moisture detection method using a radio frequency identification (RFID) system including a reader / writer and an RF tag, and a urination / defecation detection system for a diaper using the method.

従来ＲＦＩＤシステムを用いた液体検知方法としては、共振回路を形成するコイルとコンデンサ、および液体を吸収して縮小する部材からなるスイッチ、から液体センサを構成し、前記液体によって収縮するスイッチによって前記共振回路を短絡あるいは短絡解除することによって共振回路中の共振信号の有無を検出して検知する方法（特許文献１、特許文献２）、
あるいは液体の存在によってコンデンサの誘電率が変化しその誘電率変化による容量値変化が前記コンデンサを含むＬＣ共振回路の共振周波数を変化させることを検知する方法（特許文献３）が提案されている。
特開２００１−２８９７７５ 特開２００１−３２５８６５ 特開２００４−０８５２７７ As a conventional liquid detection method using an RFID system, a liquid sensor is constituted by a coil and a capacitor that form a resonance circuit, and a switch composed of a member that absorbs and reduces the liquid, and the resonance is performed by the switch that contracts by the liquid. A method of detecting and detecting the presence or absence of a resonance signal in the resonance circuit by short-circuiting or releasing the circuit (Patent Document 1, Patent Document 2),
Alternatively, there has been proposed a method (Patent Document 3) for detecting that the dielectric constant of a capacitor changes due to the presence of a liquid and that the capacitance value change due to the change in the dielectric constant changes the resonance frequency of the LC resonance circuit including the capacitor.
JP 2001-289775 A JP 2001-325865 A JP 2004-085277 A

本発明は、今後一層の微小化、低価格化が期待されるＵＨＦ帯、マイクロ波帯のＲＦタグを使用して、従来提案されている方式の大型、高価、等の問題を解決した水分検知方法を提供することによって、おむつに簡易に装着して、おむつ使用者である被介護者に排尿・排便検知システム使用の違和感を与えず、また介護者にも被介護者におむつを着用させる際の手数を省くとともに排尿・排便の始末をする際に、場合によってはＲＦタグを使用済みおむつとともに使い捨ても出来る、取り扱いの容易なシステムを提供しようとするものである。   The present invention uses a UHF band or microwave band RF tag, which is expected to be further miniaturized and reduced in price in the future, and solves problems such as large size, high cost, etc. of the conventionally proposed method. By providing a method for wearing a diaper easily, the caregiver who is the diaper user does not feel uncomfortable using the urination / defecation detection system, and the caregiver also wears the diaper. The present invention aims to provide an easy-to-handle system in which the RF tag can be disposable together with the used diaper when the urination and defecation are finished.

ＲＦタグには受動型ＲＦタグと能動型ＲＦタグがある。受動型ＲＦタグとは、リーダ・ライタから送られてきた電波の電力を利用して自らの有する情報をリーダ・ライタに送信する機能を備えたＲＦタグを言う。これに対して能動型ＲＦタグとは自ら電源（電池）を有し、その電力をもって自らの有する情報を送信する機能を備えたＲＦタグである。   The RF tag includes a passive RF tag and an active RF tag. A passive RF tag refers to an RF tag having a function of transmitting information held by itself to a reader / writer by using electric power of a radio wave transmitted from the reader / writer. On the other hand, an active RF tag is an RF tag that has its own power source (battery) and has a function of transmitting information that it has with its power.

ＵＨＦ帯、マイクロ波帯の電波は水分によって影響される。即ちその伝播路中に水分があるとそれによって電波が吸収され伝播損失が発生する。本発明はこの原理をＵＨＦ帯、マイクロ波帯のＲＦＩＤ（Radio Frequency Idenntification、無線タグ）システムに応用して水分検知あるいは排尿・排便検知を行おうとするものである。   Radio waves in the UHF band and microwave band are affected by moisture. In other words, if there is moisture in the propagation path, radio waves are absorbed thereby and propagation loss occurs. In the present invention, this principle is applied to UHF band and microwave band RFID (Radio Frequency Identification, wireless tag) systems to detect moisture or detect urination / defecation.

先ずＲＦタグとして受動型ＲＦタグを用いた場合について述べる。受動型ＲＦタグは、リーダ・ライタへの情報送信に際してリーダ・ライタからの送信電波から生成される電力を使うため能動型ＲＦタグに比べて水分の影響を受けやすいこと、電池不要であるため取り扱いが容易であること、小型あるいは微小であるためおむつ使用者に装着時の違和感が少ないこと、システムとしてのコストが低く抑えられること、が能動型ＲＦタグに比べての長所である。   First, a case where a passive RF tag is used as the RF tag will be described. Passive RF tags use power generated from radio waves transmitted from the reader / writer when transmitting information to the reader / writer, so they are more susceptible to moisture than active RF tags, and they do not require batteries. There are advantages over the active type RF tag that it is easy to use, small size and small size, so that a diaper user has less uncomfortable feeling at the time of wearing, and the cost of the system can be kept low.

以下に本発明の基本原理を図１を用いて説明する。
ＵＨＦ帯、マイクロ波帯等水分による影響を受けやすい電波を使ったＲＦＩＤシステムをリーダ・ライタ１１０および受動型ＲＦタグ１２０で構成する。 The basic principle of the present invention will be described below with reference to FIG.
An RFID system using a radio wave that is easily affected by moisture, such as a UHF band or a microwave band, includes a reader / writer 110 and a passive RF tag 120.

前記ＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタ１１０と受動型ＲＦタグ１２０間の電波伝搬路中に水分がない場合には、リーダ・ライタ１１０から発せられた電波は大きく減衰することなく受動型ＲＦタグ１２０に到達・受信され、そこで整流部１２２によって制御部１２３およびメモリ部１２４を駆動する電力を生成し、その電力をもって制御部１２３はメモリ部１２４に記憶されている情報を抽出してアンテナ１２１から前記情報で変調された電波をリーダ・ライタ１１０に送信する。受動型ＲＦタグ１２０から送られた電波を受信したリーダ・ライタ１１０の制御部１１１では受信電波中から前記情報を抽出する。   In the RFID system, when there is no moisture in the radio wave propagation path between the reader / writer 110 and the passive RF tag 120, the radio wave emitted from the reader / writer 110 is not significantly attenuated to the passive RF tag 120. Arriving / received there, the rectifying unit 122 generates power for driving the control unit 123 and the memory unit 124, and the control unit 123 extracts information stored in the memory unit 124 with the power and extracts the information from the antenna 121. The radio wave modulated by is transmitted to the reader / writer 110. The control unit 111 of the reader / writer 110 that has received the radio wave transmitted from the passive RF tag 120 extracts the information from the received radio wave.

一方電波伝搬路中に水分があると、前記リーダ・ライタ１１０から受動型ＲＦタグ１２０への送信電波は減衰し、そのため前記受動型ＲＦタグ１２０中の整流部１２２における制御部１２３およびメモリ部１２４駆動のための電力生成が不十分になり、前記メモリ部１２４中からの情報の抽出あるいは抽出された情報での変調および前記変調された電波のアンテナ１２１からリーダ・ライタ１１０に向けての送信も正常に行なわれなくなる。また受動型ＲＦタグ１２０中のアンテナ１２１からリーダ・ライタ１１０中のアンテナ１１２への送信電波も水分によって減衰することから最終的には受動型ＲＦタグ１２０からリーダ・ライタ１１０への送受信は正常でなくなる。この異常状態を検出することによって水分の存在を検知する。   On the other hand, if there is moisture in the radio wave propagation path, the transmission radio wave from the reader / writer 110 to the passive RF tag 120 is attenuated, and therefore, the control unit 123 and the memory unit 124 in the rectifying unit 122 in the passive RF tag 120. Generation of power for driving becomes insufficient, extraction of information from the memory unit 124 or modulation with the extracted information and transmission of the modulated radio wave from the antenna 121 to the reader / writer 110 are also possible. It will not work properly. Further, since the transmission radio wave from the antenna 121 in the passive RF tag 120 to the antenna 112 in the reader / writer 110 is also attenuated by moisture, the transmission / reception from the passive RF tag 120 to the reader / writer 110 is finally normal. Disappear. The presence of moisture is detected by detecting this abnormal state.

前記水分の影響を出来るだけ明確に検知出来るようにするためには、リーダ・ライタ１１０の送信電力、アンテナ１１２特性、リーダ・ライタ１１０と受動型ＲＦタグ１２０間距離等の相互の位置関係、受動型ＲＦタグ１２０の設置場所・設置方法、アンテナ１２１特性等について水分検知用としての最適化が必要となる。   In order to detect the influence of moisture as clearly as possible, the transmission power of the reader / writer 110, the antenna 112 characteristics, the mutual positional relationship such as the distance between the reader / writer 110 and the passive RF tag 120, passive It is necessary to optimize the installation location and installation method of the type RF tag 120, the characteristics of the antenna 121, and the like for moisture detection.

また本検知方法をおむつに適用する場合においては、受動型ＲＦタグ１２０は人体に接近して設置されることからリーダ・ライタ１１０から送信される電波の人体への影響も心配される。人体への影響を少なくするためにリーダ・ライタ１１０からの送信電力、送信時間幅、人体のリーダ・ライタ１１０からの距離、等を人体への影響が少なくなるように最小限に設定する必要がある。   Further, when the present detection method is applied to a diaper, the passive RF tag 120 is installed close to the human body, so that the influence of the radio wave transmitted from the reader / writer 110 on the human body is concerned. In order to reduce the influence on the human body, it is necessary to set the transmission power from the reader / writer 110, the transmission time width, the distance of the human body from the reader / writer 110, etc. to the minimum so as to reduce the influence on the human body. is there.

またリーダ・ライタ１１０−受動型ＲＦタグ１２０間の距離、位置関係を正しく設定する方法として以下の方策が考えられる。
即ち、おむつ外側に受動型ＲＦタグ１２０装着位置（厳密に言えば受動型ＲＦタグ１２０のアンテナ１２１中心位置、以後Ｘ点という）および前記Ｘ点を中心とした直径Ｄの円を描いておく。ただし前記直径Ｄは Ｄ＝αＬ の関係を有しているものとする。ここでＬ：リーダ・ライタ１１０−受動型ＲＦタグ１２０間最適距離、α：比例定数 である。 The following measures are conceivable as a method for correctly setting the distance and positional relationship between the reader / writer 110 and the passive RF tag 120.
That is, a passive RF tag 120 mounting position (strictly speaking, the center position of the antenna 121 of the passive RF tag 120, hereinafter referred to as X point) and a circle with a diameter D centered on the X point are drawn on the outside of the diaper. However, the diameter D has a relationship of D = αL. Here, L is the optimum distance between the reader / writer 110 and the passive RF tag 120, and α is a proportional constant.

一方リーダ・ライタ１１０には、リーダ・ライタ１１０のアンテナ１１２位置に電波送信の向きと一致させてリーダ・ライタ１１０からの距離に比例したビーム直径（比例定数：α）を有する光ビームを照射するための光源を設ける。
介護者はリーダ・ライタ１１０からの前記光ビーム中心がおむつ外側に描かれたＸ点に、光ビーム直径がおむつ外側に描かれた直径Ｄの円と概略一致するように、リーダ・ライタ１１０の位置、角度等を設定することによってリーダ・ライタ１１０−受動型ＲＦタグ１２０間の距離、位置関係を最適に設定することができる。 On the other hand, the reader / writer 110 is irradiated with a light beam having a beam diameter (proportional constant: α) proportional to the distance from the reader / writer 110 so as to match the direction of radio wave transmission at the antenna 112 position of the reader / writer 110. A light source is provided.
The caregiver can adjust the position of the reader / writer 110 so that the center of the light beam from the reader / writer 110 substantially coincides with the circle of the diameter D drawn on the outer side of the diaper. By setting the position, angle, etc., the distance and positional relationship between the reader / writer 110 and the passive RF tag 120 can be optimally set.

リーダ・ライタ１１０−受動型ＲＦタグ１２０間距離、位置関係を適切に設定してもまだリーダ・ライタ１１０からの送信電波が人体に影響する恐れがある場合には、おむつの人体接触側と受動型ＲＦタグ１２０間に電波吸収あるいは電波遮蔽能力を持った部材をシート状にして挿入する、あるいはおむつそのものの一部に前記部材を織り込む等して使用する方法も考えられる。この場合前記部材は電波吸収あるいは電波遮蔽能力に加えて水分の透過性を有している必要がある。   Even if the distance between the reader / writer 110 and the passive RF tag 120 and the positional relationship are set appropriately, the radio wave transmitted from the reader / writer 110 may still affect the human body. It is also conceivable to use a member having radio wave absorption or radio wave shielding ability in the form of a sheet between the type RF tags 120, or using the member by weaving it into a part of the diaper itself. In this case, the member must have moisture permeability in addition to radio wave absorption or radio wave shielding ability.

次にＲＦタグとして能動型ＲＦタグを用いた場合について述べる。
この場合はＲＦタグの電源として電池を用いることから、受動型ＲＦタグに比べて構成が大きくなる、取り扱いが多少面倒になること等の欠点はあるが、ＲＦタグ動作のための電源をリーダ・ライタからの送信電波から生成する必要がなくなり、したがってリーダ・ライタからＲＦタグへの送信電波電力は微小で済むことになり、前記電磁波照射による人体への障害の恐れが大きく減少するという長所がある。 Next, a case where an active RF tag is used as the RF tag will be described.
In this case, since a battery is used as a power source for the RF tag, there are disadvantages such as a larger configuration than a passive type RF tag and a little troublesome handling. There is no need to generate from the transmission radio wave from the writer, so the transmission radio wave power from the reader / writer to the RF tag can be very small, and there is an advantage that the risk of damage to the human body due to the electromagnetic wave irradiation is greatly reduced. .

上記説明においては、受動型ＲＦタグ、能動型ＲＦタグとも防水性を有し水分の存在の有無によるリーダ・ライタ−ＲＦタグ間の電波伝搬特性の変化を利用して水分検知を行うものであるが、ＲＦタグに特に防水特性は持たせず水分の存在によってＲＦタグ内回路が動作不良になることを利用しての水分検知も可能である。但しこの場合のＲＦタグは使い捨てとなる。   In the above description, both the passive RF tag and the active RF tag are waterproof, and moisture detection is performed using the change in the radio wave propagation characteristics between the reader / writer and the RF tag depending on the presence or absence of moisture. However, the RF tag is not particularly waterproof, and it is possible to detect moisture using the fact that the circuit in the RF tag malfunctions due to the presence of moisture. However, the RF tag in this case is disposable.

ＲＦタグを使い捨てにする場合、あるいは繰り返しおむつに装着して使用する場合においては、他端につまみやすいように付け札の付いた取り外し用の紐をＲＦタグに結び付けておき、おむつ使用後それをひっぱることによってＲＦタグをおむつから取り外し、ＲＦタグが使い捨ての場合は所定の廃棄方法で廃棄する、再利用する場合は洗浄後他の新しいおむつに装着して再利用する方法が有効である。   When the RF tag is to be used once or repeatedly attached to the diaper, a removal string with a tag attached to the RF tag is attached to the other end so that it can be easily picked up. An effective method is to remove the RF tag from the diaper by pulling and discard the RF tag by a predetermined disposal method when the RF tag is disposable, and to reuse it by attaching it to another new diaper after cleaning.

またリーダ・ライタはその使用形態によって固定設置式あるいは介護者が手に持って使うハンディ式のいずれにも構成は可能である。   The reader / writer can be either a fixed installation type or a handy type used by a caregiver in his / her hand depending on the usage.

以上述べた如く、受動型ＲＦタグ使用の場合は小型で安価で且つ電池不要の水分検知方法が実現可能になり、たとえば被介護者用おむつの排尿・排便検知に最適な部位に本発明による受動型ＲＦタグを装着して、あるいはおむつと一体化して装着して、尿・便の検知を行うことによって、被介護者は受動型ＲＦタグの存在に気が付かない状態でおむつを使用でき、また介護者にとっては排尿・排便の検知が容易となりさらに受動型ＲＦタグは場合によっては使い捨ても可能であることから、被介護者・介護者双方の利便性・快適性の向上を図ることができる。   As described above, when a passive RF tag is used, a moisture detection method that is small, inexpensive, and does not require a battery can be realized. For example, the passive portion according to the present invention can be used as an optimal part for detecting urination and defecation in diapers for care recipients. By attaching urine type RF tag or integrating it with diaper to detect urine and feces, care recipient can use diaper without being aware of the existence of passive type RF tag. Since it is easy for a person to detect urination and defecation and the passive RF tag can be disposable in some cases, it is possible to improve convenience and comfort for both the care recipient and the caregiver.

また、能動型ＲＦタグ使用の場合も受動型ＲＦタグ使用の場合に比べて電池使用の分ＲＦタグの全体寸法は大きくなりまたその取り扱いも多少面倒となるが、リーダ・ライタからの送信電波電力は微小となるため人体への電磁波照射による障害の恐れを大幅に減少することができる点が大きな長所となる。   Also, when using an active RF tag, the overall size of the RF tag becomes larger and the handling is somewhat troublesome as compared with the case of using a passive RF tag, but the transmitted radio wave power from the reader / writer is somewhat troublesome. This is a great advantage because it can greatly reduce the risk of damage caused by electromagnetic wave irradiation on the human body.

リーダ・ライタからの電磁波照射量が人体に対して問題にならないくらい軽微にすることが可能であれば受動型ＲＦタグを使用する方式が、その小型、安価、取り扱いの容易さ等から望ましい。しかし電波照射量が無視できない場合には電池を用いなければならない欠点はあっても能動型ＲＦタグ方式を採用すべきである。
いずれの方式においても水分検知の確度を向上させるためおむつ内の異なる部位に複数個のＲＦタグを装着しそのうちの１〜２個のＲＦタグとリーダ・ライタ間の送受信異常をもって排尿・排便を検知する方法が有効である。 If the amount of electromagnetic wave irradiation from the reader / writer can be made so light that it does not pose a problem for the human body, a method using a passive RF tag is desirable because of its small size, low cost, and easy handling. However, when the amount of radio wave irradiation cannot be ignored, the active RF tag system should be adopted even though there is a drawback that a battery must be used.
In either method, multiple RF tags are attached to different parts of the diaper to improve the accuracy of moisture detection, and urination and defecation are detected with abnormal transmission / reception between one or two of the RF tags and the reader / writer. The method to do is effective.

以下に本発明の受動型ＲＦタグを使用した場合の実施例を示す。図１は本発明の水分検知方法をおむつに適用した場合の排尿・排便検知システムの構成例、図２は図１に示す排尿・排便検知システム構成例におけるリーダ・ライタ１１０の動作手順例である。   Examples in which the passive RF tag of the present invention is used will be described below. FIG. 1 is a configuration example of a urination / defecation detection system when the moisture detection method of the present invention is applied to a diaper, and FIG. 2 is an operation procedure example of the reader / writer 110 in the urination / defecation detection system configuration example shown in FIG. .

図１において、
１１０は、後述の制御部１１１、アンテナ１１２、および音声／表示出力部１１３、から構成されるリーダ・ライタ、
１２０は、後述のアンテナ１２１、整流部１２２、制御部１２３、およびメモリ部１２４、から構成される受動型ＲＦタグ、
であり、リーダ・ライタ１１０とおむつ内の排尿・排便の検知に最適な部位に装着された受動型ＲＦタグ１２０から水分検知の応用システムである排尿・排便検知システムを構成する。 In FIG.
A reader / writer 110 includes a control unit 111, an antenna 112, and an audio / display output unit 113, which will be described later.
120 is a passive RF tag including an antenna 121, a rectifying unit 122, a control unit 123, and a memory unit 124, which will be described later.
The urination / defecation detection system, which is an application system for moisture detection, is configured from the reader / writer 110 and the passive RF tag 120 attached to a site optimal for detection of urination / defecation in the diaper.

１１１は、介護者のリーダ・ライタリスタート操作でアンテナ１１２から受動型ＲＦタグ１２０に向けて電波を送信するとともに、受動型ＲＦタグ１２０からの応答電波をアンテナ１１２で受信しその受信電波から受動型ＲＦタグ１２０からの応答情報を検出する制御部であり、応答情報が正常に検出された場合は受動型ＲＦタグ１２０周辺に水分はないと、また応答情報が正常に検出されない場合は受動型ＲＦタグ１２０周辺に水分が存在する、即ち排尿あるいは排便がなされたとしてその旨を音声あるいは表示出力を行うよう音声／表示出力部１１３に指示する、   111 transmits a radio wave from the antenna 112 to the passive RF tag 120 by the caregiver's reader / writer restart operation, and receives a response radio wave from the passive RF tag 120 by the antenna 112 and passively receives the radio wave from the received radio wave. The control unit detects response information from the RF tag 120. If the response information is detected normally, there is no moisture around the passive RF tag 120. If the response information is not detected normally, the control unit is passive. Instructing the voice / display output unit 113 to perform voice or display output indicating that water is present around the RF tag 120, that is, urination or defecation has been performed.

１１２は前記制御部１１１の制御によって受動型ＲＦタグ１２０に向けて所定の電波を送信するとともに、受動型ＲＦタグ１２０からの応答電波を受信するアンテナ、   112 is an antenna that transmits a predetermined radio wave toward the passive RF tag 120 under the control of the control unit 111 and receives a response radio wave from the passive RF tag 120;

１１３は、制御部１１１によって受動型ＲＦタグ１２０からの応答電波中の情報が解析された結果、情報内容が正常ではなかった場合受動型ＲＦタグ１２０がおかれた環境に水分があるとして制御部１１１の指示によって音声あるいは表示出力をもって介護者にそれを通報する音声／表示出力部、
である。 113 shows that the control unit 111 analyzes the information in the response radio wave from the passive RF tag 120, and if the information content is not normal, the control unit determines that there is moisture in the environment where the passive RF tag 120 is placed. A voice / display output unit for notifying a caregiver with a voice or display output in accordance with an instruction of 111;
It is.

１２１は、リーダ・ライタ１１０から送信される電波を受信するとともに、制御部１２３の制御によってメモリ部１２４に記憶されているＩＤ情報等を含む応答電波をリーダ・ライタ１１０に向けて送信するアンテナ、
１２２は、アンテナ１２１で受信した電波を整流して制御部１２３およびメモリ部１２４の電源電力とする整流部、 121 is an antenna that receives a radio wave transmitted from the reader / writer 110 and transmits a response radio wave including ID information stored in the memory unit 124 to the reader / writer 110 under the control of the control unit 123.
122 is a rectification unit that rectifies radio waves received by the antenna 121 and uses the power as power for the control unit 123 and the memory unit 124;

１２３は、リーダ・ライタ１１０からの送信電波を受信してのち、メモリ部１２４に記憶されている情報、たとえば受動型ＲＦタグ１２０のＩＤ情報等、を読み出してアンテナ１２１からリーダ・ライタ１１０に送信するための制御を行う制御部、
である。 123 receives the transmission radio wave from the reader / writer 110, reads information stored in the memory unit 124, such as ID information of the passive RF tag 120, and transmits the information to the reader / writer 110 from the antenna 121. A control unit for performing control to
It is.

次に、リーダ・ライタ１１０の動作手順を図２を用いて説明する。
図２において、
２０１は、リーダ・ライタ１１０の動作手順開始点、
２０２は、音声／表示出力部１１３での出力停止あるいは制御部１１１の状態をスタート状態に戻す等のリーダ・ライタ１１０全体の動作開始準備を行うリーダ・ライタリスタート処理、 Next, the operation procedure of the reader / writer 110 will be described with reference to FIG.
In FIG.
201 is an operation procedure start point of the reader / writer 110;
202 is a reader / writer restart process for preparing the start of operation of the entire reader / writer 110 such as output stop at the audio / display output unit 113 or returning the state of the control unit 111 to a start state;

２０３は、リーダ・ライタ１１０から受動型ＲＦタグ１２０にむけて一定時間Ｔおきに電波を送信するための制御部１１１中に設けられているタイマ（図示せず）のリスタート処理、
２０４は、リーダ・ライタ１１０が受動型ＲＦタグ１２０向けての電波送信のタイミングに達したか否かの判定を行う一定時間Ｔ経過判定処理であり、一定時間Ｔに達していない場合は達するまで待つ。 203 is a restart process of a timer (not shown) provided in the control unit 111 for transmitting radio waves from the reader / writer 110 toward the passive RF tag 120 at regular time intervals T.
Reference numeral 204 denotes a predetermined time T elapsed time determination process for determining whether the reader / writer 110 has reached the timing of radio wave transmission toward the passive RF tag 120. wait.

２０５は、一定時間Ｔ経過判定処理２０４の結果一定時間Ｔ経過と判定した場合は、リーダ・ライタ１１０から受動型ＲＦタグ１２０に向けて電波送信を行うとともに、その電波送信に応じての受動型ＲＦタグ１２０側からの応答電波を受信する送信／受信処理、   205, when it is determined that the predetermined time T has elapsed as a result of the predetermined time T elapsed determination processing 204, performs radio wave transmission from the reader / writer 110 to the passive RF tag 120, and a passive type according to the radio wave transmission. Transmission / reception processing for receiving response radio waves from the RF tag 120 side;

２０６は、受動型ＲＦタグ１２０からの応答電波中の情報が正常であったか否か、即ち受動型ＲＦタグ１２０からの電波が正常に受信されたか否か、受信された場合その情報が正しい内容であったか否か、を判定しおむつ内の受動型ＲＦタグ１２０設置環境に一定レベル以上の水分が存在するか否か即ち排尿・排便が行われたか否かを判定する水分検知判定処理であり、受信が正常に行われた即ち受動型ＲＦタグ１２０のおかれたおむつ内には一定レベル以上の水分はない即ち排尿・排便は行われていないと判定した場合は処理２０３に戻る。   206 shows whether or not the information in the response radio wave from the passive RF tag 120 is normal, that is, whether or not the radio wave from the passive RF tag 120 has been normally received. This is a moisture detection determination process for determining whether or not there has been a certain level or more of moisture in the passive RF tag 120 installation environment in the diaper, that is, whether or not urination / defecation has been performed. When it is determined that the normal operation has been performed normally, that is, there is no moisture above a certain level in the diaper of the passive RF tag 120, that is, urination / defecation is not performed, the process returns to step 203.

２０７は、処理２０６において受動型ＲＦタグ１２０からの送信を正常に受信できない即ち受動型ＲＦタグ１２０の置かれたおむつ内に一定レベル以上の水分が存在する、即ちおむつに排尿あるいは排便がなされた、と判定した場合には、制御部１１１から音声／表示出力部１１３に音声あるいは表示によってその旨の出力を行うよう指示する、おむつ要交換出力処理、   207 indicates that the transmission from the passive RF tag 120 cannot be normally received in the process 206, that is, the diaper on which the passive RF tag 120 is placed has a certain level of water, that is, the diaper is urinated or defecate. , A diaper replacement output process in which the control unit 111 instructs the voice / display output unit 113 to output to that effect by voice or display,

２０８は、介護者が音声／表示出力部１１３の出力から「おむつ要交換」を検知し、リーダ・ライタ１１０に対してその旨の操作即ち出力リセット操作を行ったか否かを検知する出力リセット判定処理であり、出力リセット操作を行ったと判定した場合は音声／表示出力部１１３の出力は停止する。   208, an output reset determination for detecting whether or not the caregiver has detected “replacement of diaper” from the output of the voice / display output unit 113 and has performed an operation to that effect on the reader / writer 110, ie, an output reset operation. If it is determined that the output reset operation has been performed, the output of the audio / display output unit 113 is stopped.

２０９は、介護者が処理２０８で「おむつ要交換」を検知して出力リセット操作をした後おむつ交換作業を終了させ、その後リーダ・ライタ１１０にその旨の操作すなわちリーダ・ライタリスタート操作を行ったか否かを判定するリーダ・ライタリスタート判定処理、である。   In step 209, the caregiver detects “replacement of diaper” in process 208 and performs an output reset operation, and then ends the diaper replacement operation. Thereafter, the reader / writer 110 performs an operation to that effect, that is, a reader / writer restart operation. Reader / writer restart determination processing for determining whether or not

以上の構成・動作により、ＵＨＦ帯あるいはマイクロ波体の電波を利用したＲＦＩＤシステムは水分検知システムとして、あるいはその応用システムとしてのおむつ用排尿・排便検知システムとしての応用が可能となる。
上記においてはリーダ・ライタからの電波送信は一定時間毎に自動的に行うとしたが、介護者が任意に手動操作で行う方法もある。 With the above-described configuration and operation, the RFID system using the UHF band or microwave radio wave can be applied as a moisture detection system or as a diaper urination / defecation detection system as an application system thereof.
In the above description, radio wave transmission from the reader / writer is automatically performed at regular intervals, but there is also a method in which a caregiver arbitrarily performs manual operation.

以上、本発明の受動型ＲＦタグを用いた場合について述べたが、能動型ＲＦタグを用いた場合においてもリーダ・ライタからの送信電波電力が微小で済むこと、ＲＦタグからの自らのＩＤ情報等を含む電波送信は自ら所有する電池の電力を用いて行われること、以外は本発明の基本的考え方は受動型ＲＦタグを用いた場合に同一であるので説明は省略する。   As described above, the case where the passive RF tag of the present invention is used has been described. However, even when the active RF tag is used, the transmission radio wave power from the reader / writer can be very small, and the ID information from the RF tag can be obtained. The basic concept of the present invention is the same when using a passive RF tag, except that the radio wave transmission including the above is performed using the power of the battery owned by itself.

本実施例は受動型ＲＦタグを用いた場合のおむつ内の電磁波防護シートに関するものである。
図３にリーダ・ライタ、受動型ＲＦタグ、おむつ、およびおむつ内の電磁波防護シートの概念的配置例を示す。
１１０，１２０は各々図１と同様のリーダ・ライタ、受動型ＲＦタグである。
３００は３０１、３０２、３０３、３０４の各シートから構成されるおむつであり、図３はおむつの断面部の一部を示したものである。３０１はおむつ３００の人体側シート、３０２は電磁波防護機能を有するシート、３０３は受動型ＲＦタグを装着したシート、３０４はおむつ３００の外側シートである。 The present embodiment relates to an electromagnetic wave protection sheet in a diaper when a passive RF tag is used.
FIG. 3 shows a conceptual arrangement example of a reader / writer, a passive RF tag, a diaper, and an electromagnetic wave protection sheet in the diaper.
110 and 120 are the same reader / writer and passive RF tag as in FIG.
Reference numeral 300 denotes a diaper composed of sheets 301, 302, 303, and 304, and FIG. 3 shows a part of a cross section of the diaper. 301 is a human body side sheet of the diaper 300, 302 is a sheet having an electromagnetic wave protection function, 303 is a sheet on which a passive RF tag is attached, and 304 is an outer sheet of the diaper 300.

実施例１においては被介護者のおむつ周辺部位はリーダ・ライタ１１０からの電波照射にさらされる。この照射が人体に影響を及ぼさないようリーダ・ライタ１１０の出力電力、アンテナ指向性、出力時間幅、リーダ・ライタ設置位置等には最大限の配慮をもってシステムの設計および使用されるわけであるが、それらの配慮に加えておむつ３００の人体に接する側のシート３０１と受動型ＲＦタグ１２０の装着されたシート３０３の間に電磁波防護用シート３０２を挿入する。     In the first embodiment, the part of the care receiver around the diaper is exposed to radio wave irradiation from the reader / writer 110. The system is designed and used with the utmost consideration for the output power of the reader / writer 110, antenna directivity, output time width, reader / writer installation position, etc. so that this irradiation does not affect the human body. In addition to these considerations, the electromagnetic wave protection sheet 302 is inserted between the sheet 301 on the side of the diaper 300 that contacts the human body and the sheet 303 on which the passive RF tag 120 is mounted.

ここで電磁波防護用シート３０２はおむつと別に準備されていておむつ使用時におむつ内に挿入されるものであっても、またおむつの構成要素としてはじめからおむつと一体に構成されているものであっても良い。
またおむつの構成を変えて、受動型ＲＦタグ装着シートを電磁波防護材で構成し受動型ＲＦタグと電磁波防護シートと一体化してもてもよい。但し受動型タグと電磁波防護シートの一体化に際しては電磁波防護シートがリーダ・ライタ−受動型ＲＦタグ間の電波送受を妨げないよう配慮する必要がある。 Here, the electromagnetic wave protection sheet 302 is prepared separately from the diaper and is inserted into the diaper when the diaper is used, or is configured integrally with the diaper from the beginning as a diaper component. Also good.
In addition, the configuration of the diaper may be changed, and the passive RF tag mounting sheet may be made of an electromagnetic wave protection material and integrated with the passive RF tag and the electromagnetic wave protection sheet. However, when integrating the passive tag and the electromagnetic wave protection sheet, it is necessary to consider that the electromagnetic wave protection sheet does not hinder radio wave transmission / reception between the reader / writer and the passive RF tag.

上記の如く電磁波防護シートを用いた場合、リーダ・ライタ１１０からの電波は受動型ＲＦタグ１２０には照射されるが人体は電磁波防護シート３０２で防護される。但し上記電磁波防護シートは電波は吸収あるいは遮蔽するとともに水分は透過できるものでなければならない。   When the electromagnetic wave protection sheet is used as described above, the radio wave from the reader / writer 110 is irradiated to the passive RF tag 120, but the human body is protected by the electromagnetic wave protection sheet 302. However, the electromagnetic wave protection sheet must be capable of absorbing or shielding radio waves and transmitting moisture.

本実施例はリーダ・ライタ１１０とおむつ内に装着された受動型ＲＦタグの最適位置関係設定方法およびそのためのツールに関するものである。
図４を用いて説明する。ここで本実施例においては受動型ＲＦタグはおむつ内に１個用いられている場合について説明しているが複数個用いる場合も複数個の受動型ＲＦタグ装着位置の中心を前記Ｘ点と想定して１個の場合と同様な考え方で実施できる。
図４において、１１０はリーダ・ライタ、４１０はリーダ・ライタ１１０と被介護者に装着されたおむつ３００との最適位置関係設定のための設定ツールであり位置関係設定を行うときは図４に示す如く光ビーム４１２発生のための光源４１１がリーダ・ライタ１１０のアンテナ１１２位置に来るようにリーダ・ライタ１１０にかぶせて使用する。 The present embodiment relates to a method for setting an optimum positional relationship between a reader / writer 110 and a passive RF tag mounted in a diaper and a tool therefor.
This will be described with reference to FIG. In this embodiment, the case where one passive RF tag is used in the diaper has been described. However, even when a plurality of passive RF tags are used, the center of a plurality of passive RF tag mounting positions is assumed to be the X point. And it can be implemented in the same way as in the case of one.
In FIG. 4, 110 is a reader / writer, 410 is a setting tool for setting the optimum positional relationship between the reader / writer 110 and the diaper 300 worn by the care recipient. Thus, the light source 411 for generating the light beam 412 is used by being placed on the reader / writer 110 so that the light source 411 is positioned at the antenna 112 position of the reader / writer 110.

前記光源４１１による光ビーム４１２をおむつ３００に照射し、おむつ３００外側に描かれた受動的ＲＦタグ１２０位置（Ｘ点）を示す印３１１に光ビーム４１２の中心が来るように、また光ビーム４１２の外周がおむつ３００外側に描かれた直径Ｄ（但し Ｄ＝αＬ、α：比例定数）の円３１２に概略一致するようにリーダ・ライタ１１０の向きおよびおむつ３００からの距離を設定する。この設定が済んだ後はリーダ・ライタ１１０と受動型ＲＦタグ１２０装着位置間距離はＬとなる。この後はリーダ・ライタ１１０−おむつ３００の位置関係をそのまま固定して設定ツール４１０をリーダ・ライタ１１０からはずすことによってリーダ・ライタ１１０から送信される電波はおむつ３００内の受動型ＲＦタグ１２０に最適条件で照射されることになる。   The diaper 300 is irradiated with the light beam 412 from the light source 411 so that the center of the light beam 412 comes to the mark 311 indicating the position of the passive RF tag 120 (point X) drawn outside the diaper 300, and the light beam 412. The direction of the reader / writer 110 and the distance from the diaper 300 are set so that the outer circumference of the circle substantially coincides with a circle 312 having a diameter D (where D = αL, α: proportionality constant) drawn on the outside of the diaper 300. After this setting is completed, the distance between the reader / writer 110 and the passive RF tag 120 mounting position is L. Thereafter, the positional relationship between the reader / writer 110 and the diaper 300 is fixed as it is, and the setting tool 410 is removed from the reader / writer 110 so that the radio wave transmitted from the reader / writer 110 is transmitted to the passive RF tag 120 in the diaper 300. Irradiation will be under optimum conditions.

またリーダ・ライタ１１０をおむつ３００即ち受動型ＲＦタグ１２０装着位置からの距離Ｌに設置した場合のおむつ３００におけるリーダ・ライタ１１０の送信電波ビーム直径は前記おむつ３００に書かれた円３１２の直径Ｄに概略一致することが望ましい。なぜなら、このように設定することによりリーダ・ライタ１１０送信電波ビームのおむつ３００装着している部位以外の人体への照射を最小限に抑えることができるからである。   When the reader / writer 110 is installed at a distance L from the diaper 300, that is, the position where the passive RF tag 120 is mounted, the transmission radio beam diameter of the reader / writer 110 in the diaper 300 is the diameter D of a circle 312 written on the diaper 300. It is desirable to roughly match This is because the irradiation to the human body other than the portion where the diaper 300 of the reader / writer 110 transmitting radio wave beam is mounted can be minimized by setting in this way.

また、実施例１においては音声／表示部１１３出力は受動型ＲＦタグ１２０側からの応答電波の受信不能あるいは異常受信時においてのみ出力されたが、これに加えて被介護者が排尿・排便を自覚した場合あるいはおむつの具合を介護者に再確認して欲しい等の意向を介護者に知らしめるために被介護者自らが手動で出力することができるよう被介護者用スイッチをリーダ・ライタ１１０に接続することも実用上有効である。   In the first embodiment, the output of the voice / display unit 113 is output only when the response radio wave from the passive RF tag 120 cannot be received or is abnormally received. In addition to this, the cared person performs urination / defecation. The reader / writer 110 sets the care receiver switch so that the care receiver can manually output the information so as to let the care worker know that he / she is aware or wants the care worker to reconfirm the condition of the diaper. It is also practically effective to connect to.

本発明によるＲＦＩＤシステムを用いた排尿・排便検知システム構成例Example of configuration of urination / defecation detection system using RFID system according to the present invention 図１に示すＲＦＩＤシステムを用いた排尿・排便検知システム構成例中のリーダ・ライタの動作手順例Example of operation procedure of reader / writer in configuration example of urination / defecation detection system using RFID system shown in FIG. 本発明によるリーダ・ライタ、受動型ＲＦタグ、おむつ、およびおむつ内の電磁波防護シートの概念的配置例Example of conceptual arrangement of reader / writer, passive RF tag, diaper, and electromagnetic wave protection sheet in diaper according to the present invention 本発明によるリーダ・ライタと受動型ＲＦタグの最適位置関係設定方法およびそのための設定ツール説明図Method for setting optimum positional relationship between reader / writer and passive RF tag according to the present invention, and explanatory diagram of a setting tool therefor

符号の説明Explanation of symbols

図１、図３、図４において、
１１０：リーダ・ライタ
１１１：制御部
１１２：アンテナ
１１３：音声／表示出力部
１２０：受動型ＲＦタグ
１２１：アンテナ
１２２：整流部
１２３：制御部
１２４：メモリ部 1, 3, and 4,
110: Reader / Writer 111: Control Unit 112: Antenna 113: Audio / Display Output Unit 120: Passive RF Tag 121: Antenna 122: Rectification Unit 123: Control Unit 124: Memory Unit

図２において、
２０１：動作手順開始点
２０２：リーダ・ライタリスタート処理
２０３：タイマリスタート処理
２０４：一定時間Ｔ経過判定処理
２０５：送信／受信処理
２０６：水分検知判定処理
２０７：おむつ要交換出力処理
２０８：出力リセット判定処理
２０９：リーダ・ライタリスタート判定処理 In FIG.
201: Operation procedure start point 202: Reader / writer restart process 203: Timer restart process 204: Determining process for a certain period of time T 205: Transmission / reception process 206: Moisture detection determination process 207: Diaper replacement output process 208: Output Reset determination processing 209: Reader / writer restart determination processing

図３において、
３００：おむつ
３０１：おむつの人体側シート
３０２：おむつ内に挿入された電磁波防護シート
３０３：受動型ＲＦタグを装着したシート
３０４：おむつの外側シート In FIG.
300: Diaper 301: Human body side sheet of diaper 302: Electromagnetic wave protection sheet inserted into the diaper 303: Sheet with a passive RF tag 304: Outer sheet of diaper

図４において、
３１１：おむつ内の受動型ＲＦタグ装着位置を表す表示
３１２：リーダ・ライタ−受動型ＲＦタグ位置関係最適化用表示
４１０：リーダ・ライタ−受動型ＲＦタグ位置関係最適化用設定ツール
４１１：光源位置
４１２：光ビーム
In FIG.
311: Display indicating passive RF tag mounting position in diaper 312: Display for optimizing positional relationship between reader / writer and passive RF tag 410: Setting tool for optimizing positional relationship between reader / writer and passive RF tag 411: Light source Position 412: Light beam

Claims (7)

リーダ・ライタとＲＦタグから構成されたＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタとＲＦタグ間で正常に情報の送受ができるか否かによってリーダ・ライタとＲＦタグ間の電波伝搬路中あるいはＲＦタグ周辺に一定レベル以上の水分の存在の無／有を検知することを特徴とする水分検知方法。   In an RFID system composed of a reader / writer and an RF tag, depending on whether or not information can be normally sent and received between the reader / writer and the RF tag, it is located in the radio wave propagation path between the reader / writer and the RF tag or around the RF tag. A moisture detection method characterized by detecting the presence / absence of the presence of moisture above a certain level. おむつ外に設置されたリーダ・ライタとおむつ内に設置されたＲＦタグで構成され、リーダ・ライタとＲＦタグ間で正常に情報の送受ができるか否かによっておむつ内への排尿・排便の無／有を検知することを特徴とする請求項１記載の水分検知方法応用システム。   It consists of a reader / writer installed outside the diaper and an RF tag installed inside the diaper, and there is no urination or defecation in the diaper depending on whether or not information can be normally sent and received between the reader / writer and the RF tag. The moisture detection method application system according to claim 1, wherein the presence / absence is detected. おむつ内にはＲＦタグが複数個設置され、それら複数個のＲＦタグのうちいずれかがリーダ・ライタとの間で送受信が正常に行われない場合、おむつ内に排尿・排便があるとすることを特徴とする請求項２記載の水分検知方法応用システム。   A plurality of RF tags are installed in the diaper, and if any of the RF tags does not normally communicate with the reader / writer, there is urination / defecation in the diaper. The moisture detection method application system according to claim 2. おむつ内に装着されたＲＦタグをおむつ使用後取り外しやすくするため、ＲＦタグに、あるいは複数のＲＦタグが装着されたシートに、一端が固定され他端には付け札がついた紐を有することを特徴とする請求項２または３記載の水分検知方法応用システム。   In order to make it easy to remove the RF tag attached in the diaper after using the diaper, the RF tag or a sheet on which a plurality of RF tags are attached has a string with one end fixed and a tag attached to the other end. The moisture detection method application system according to claim 2 or 3. おむつの人体接触側シートとＲＦタグの間に、水分を透過する電波吸収材あるいは電波遮蔽材で構成された電磁波防護シートが用いられていること、あるいはおむつ装着に際して前記部材から構成された電磁波防護シートを追加挿入して使用すること、を特徴とする請求項２または請求項３記載の水分検知方法応用システム。   Between the human body contact side sheet of the diaper and the RF tag, an electromagnetic wave protection sheet composed of a radio wave absorbing material or a radio wave shielding material that transmits moisture is used, or an electromagnetic wave protection composed of the above members when the diaper is worn The moisture detection method application system according to claim 2 or 3, wherein a sheet is additionally inserted and used. ＲＦタグは、水分を透過する電波吸収材あるいは電波遮蔽材で構成された電磁波防護シートと一体化して構成されていることを特徴とする請求項５記載の水分検知方法応用システム。   6. The moisture detection method application system according to claim 5, wherein the RF tag is formed integrally with an electromagnetic wave protection sheet made of a radio wave absorber or a radio wave shielding material that transmits moisture. おむつ外側にＲＦタグ装着位置および前記ＲＦタグ装着位置を中心とした直径Ｄ（ただし、Ｄ＝αＬ 、Ｌ：リーダ・ライタ−受動型ＲＦタグ間最適距離、α：比例定数）の円を表示し、またリーダ・ライタにはリーダ・ライタのアンテナ位置に電波送信の向きと一致させてリーダ・ライタからの距離に比例したビーム直径（比例定数：α）を有する光ビームを照射する光源を設け、前記光源から光ビームをおむつに向けて照射し、前記光ビーム中心が前記おむつ外側に表示されたＲＦタグ装着位置に、また光ビーム外周が前記おむつ外側に表示された直径Ｄの円と概略一致するように、リーダ・ライタの位置、向き等を設定することによってリーダ・ライタ−ＲＦタグ間の距離、位置関係を最適に設定することを特徴とする請求項２または請求項３記載の水分検知方法応用システム。
A circle with an RF tag attachment position and a diameter D centered on the RF tag attachment position (where D = αL, L: optimum distance between reader / writer and passive RF tag, α: proportional constant) is displayed on the outside of the diaper. Also, the reader / writer is provided with a light source that irradiates a light beam having a beam diameter (proportional constant: α) that is proportional to the distance from the reader / writer at the antenna position of the reader / writer, in accordance with the direction of radio wave transmission, A light beam is emitted from the light source toward the diaper, and the center of the light beam substantially coincides with the RF tag mounting position displayed on the outer side of the diaper, and the outer periphery of the light beam substantially coincides with a circle of diameter D displayed on the outer side of the diaper. The distance and the positional relationship between the reader / writer and the RF tag are optimally set by setting the position and orientation of the reader / writer as described above. Item 3. A moisture detection method application system according to item 3.
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